KR20160010566A - Method for producing polyamide composite materials containing silicon - Google Patents

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아르노 랑게
리산 카스너
안드레아스 자이페르트
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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 규소를 함유하는 폴리아미드 복합 재료를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, a) 질소 원자에 의해 결합된 하기 화학식 (A)의 1 이상의 락타밀 기를 가지고 있는 1 이상의 규소 원자를 갖는 1 이상의 규소 화합물(SV)의 공중합을 포함하고; b) 또한 상기 방법은 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노산, 아미노산 아미드 및 락탐 중에서 선택되는 1 이상의 공단량체(CM)와의 공중합을 포함한다:

Figure pct00011

화학식 (A)에서, m은 1 ∼ 11, 특히 2 ∼ 9의 정수, 특히 3을 나타내고, #은 화합물(SV)의 규소 원자에 대한 연결점을 나타낸다.The present invention relates to a process for producing a silicon-containing polyamide composite, comprising the steps of: a) reacting a silicon-containing polyamide composite material having at least one silicon atom with at least one lactamyl group of formula (A) Comprising the copolymerization of at least one silicon compound (SV); b) The process also comprises copolymerization with one or more comonomers (CM) selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, amino acids, amino acid amides and lactams:
Figure pct00011

In the formula (A), m represents an integer of 1 to 11, particularly an integer of 2 to 9, particularly 3, and # represents a connecting point to the silicon atom of the compound (SV).

Description

규소를 함유하는 폴리아미드 복합 재료의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING POLYAMIDE COMPOSITE MATERIALS CONTAINING SILICON}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of producing a polyamide composite material containing silicon,

본 발명은 규소 함유 폴리아미드 복합 재료(이하, 폴리아미드-규소 복합재로도 일컬음)를 제조하는 방법, 이 방법에 의해 얻을 수 있는 복합 재료, 및 또한 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a silicon-containing polyamide composite material (hereinafter also referred to as a polyamide-silicon composite material), a composite material obtainable by the method, and a use thereof.

폴리아미드는 전세계에서 대규모로 생산되는 폴리머이며, 주로 섬유, 공업용 폴리머 및 필름/시트, 또한 다수의 기타 목적으로 사용된다. 나일론-6은 생산량이 가장 많은 폴리아미드로서, 총 폴리아미드 생산의 약 57%를 차지한다.Polyamides are polymers that are produced on a large scale around the world and are mainly used for fibers, industrial polymers and films / sheets, and for many other purposes. Nylon-6 is the most polyamide produced, accounting for about 57% of total polyamide production.

폴리아미드를 베이스로 하는 복합 재료(이하, 폴리아미드 복합재로도 일컬음)는 통상, 폴리아미드 매트릭스 중에 미분되어 있는, 일반적으로 무기인 충전제를 혼입함으로써 제조한다. 또한 폴리아미드 복합재는 미분된 충전제의 존재 하에 해당 단량체를 중합함으로써 얻을 수 있다.A composite material based on polyamide (hereinafter also referred to as a polyamide composite material) is usually produced by incorporating a generally inorganic filler finely divided into a polyamide matrix. The polyamide composite can also be obtained by polymerizing the monomers in the presence of a finely divided filler.

폴리아미드 매트릭스 중의 충전제는 본래의 폴리아미드에 여러 가지 개선된특성, 또는 심지어 새로운 특성을 부여할 수 있다(A. Yebra-Rodriguez et al., Appl. Clay Sci. 2009, 43, 91-97). 이산화규소는 아마도 가장 잘 알려지고 가장 흔히 이용되는 무기 충전제이다. 이것은 의심할 여지 없이 폴리아미드의 기계적 특성 및 열 특성을 현저히 향상시킨다.Fillers in polyamide matrices can confer various improved or even new properties to the original polyamide (A. Yebra-Rodriguez et al., Appl. Clay Sci. 2009, 43, 91-97). Silicon dioxide is perhaps the best known and most commonly used inorganic filler. This undoubtedly significantly improves the mechanical and thermal properties of the polyamide.

그러나, 폴리아미드 중의 충전제의 균일한 혼입은, 충전제의 약간의 화학적 변성을 항상 필요로 한다.However, uniform incorporation of the filler in the polyamide always requires some chemical modification of the filler.

US 4,739,007호에는 2단계 공정으로의 폴리아미드-규소 복합재의 제조가 기술되어 있으며, 여기서 화학적으로 변성된 시트-실리케이트, 예를 들어 팽윤제로 사전 처리된 몬모릴로나이트가 먼저 단량체 용융물에 혼입된 다음, 중합이 수행된다. 얻어진 복합 재료는 높은 기계적 강도 및 우수한 고온 특성을 가지며, 실리케이트 성분을, 폴리머 매트릭스에 분산되어 있는 박리된 층상 실리케이트의 형태로 함유한다.US 4,739,007 describes the preparation of a polyamide-silicon composite with a two-step process wherein a chemically modified sheet-silicate, e. G. A montmorillonite pretreated with a swelling agent, is first incorporated into the monomer melt, . The resultant composite material has high mechanical strength and excellent high-temperature characteristics, and contains a silicate component in the form of a peeled layered silicate dispersed in a polymer matrix.

문헌[F. Yang et al., J. Appl. Polym. Sci. 1998, 69, 355-361]에는, 폴리아미드-규소 복합재를 제조하는 방법으로서, 아미노부티르산-변성된 실리카의 현탁액이 ε-카프로락탐에서 중합되어 나일론-6을 형성하는 것인 방법이 기술되어 있다.F. Yang et al., J. Appl. Polym. Sci. 1998, 69, 355-361 describes a process for producing a polyamide-silicon composite wherein a suspension of aminobutyric acid-modified silica is polymerized in epsilon -caprolactam to form nylon-6 .

문헌[S. Mohamadi et al., J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9, 3959-3965]에는, 화학적으로 변성된 몬모릴로나이트을 포함하는 카프로락탐 용융물을 중합함으로써 폴리아미드-규소 복합재를 제조하는 유사한 방법이 기술되어 있다.S. S. et al. Mohamadi et al., J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9, 3959-3965 describes a similar process for preparing polyamide-silicon composites by polymerizing a caprolactam melt comprising chemically modified montmorillonite.

US 6136908호, US 2005256244호, US 6,906,127호, US 6,057,396호에는 규소 함유 폴리아미드 복합재를 제조하는 2단계 공정이 기술되어 있으며, 여기서 폴리아미드 형성 단량체, 예를 들어 락탐 단량체는 먼저 팽윤성 시트-실리케이트에 층간 삽입되고, 이 층간 삽입된 단량체는 제2 단계에서 중합되어, 열가소성 폴리머 매트릭스에 분산된 실리케이트 층을 포함하는 나노복합재를 형성한다.US 6136908, US 2005256244, US 6,906,127, US 6,057,396 describe a two-step process for preparing a silicon-containing polyamide composite wherein the polyamide-forming monomers, such as lactam monomers, are first cast onto a swellable sheet- Intercalated monomers are polymerized in a second step to form a nanocomposite comprising a silicate layer dispersed in a thermoplastic polymer matrix.

현존하는 폴리아미드 복합 재료의 제조 방법들은 전부, 폴리아미드 용융물 또는 폴리아미드를 형성하는 단량체 중에 미분되어 있는 화학적으로 변성된 충전제의 혼입을 기초로 한다. 이것은 모든 일련의 문제들, 특히 생성된 폴리머 복합재의 불균일성을 야기하지만, 또한 시트-실리케이트의 어려운 취급성, 예컨대 단량체 내 혼입시의 시트-실리케이트의 재응집 위험성, 첨가량에 상한선을 정하는 것을 야기한다. 또한, 충전제의 변성에 사용되는 물질은 제품 품질, 예컨대 제품 색상 또는 제품 안정성에 악영향을 미치는 경우가 많다. 마지막으로, 분말 재료의 취급은 건강상 위험을 안고 있다.All existing methods of making polyamide composites are based on incorporation of chemically modified fillers that are finely divided into monomers that form the polyamide melt or polyamide. This causes all the series of problems, in particular the non-uniformity of the resulting polymer composite, but also causes the difficult handling of the sheet-silicate, e.g. the risk of re-aggregation of the sheet-silicate upon incorporation into the monomer, to be capped. In addition, the materials used to modify the filler often adversely affect product quality, such as product color or product stability. Finally, the handling of powder materials poses a health risk.

폴리아미드-규소 복합재의 제조에서의 수많은 개선 및 발전에도 불구하고, 본원에 기술한 문제들은, 큰 공업 규모로의 폴리아미드-규소 복합재의 이용을 지금까지 막아왔다.Despite numerous improvements and developments in the manufacture of polyamide-silicon composites, the problems described herein have hitherto prevented the use of polyamide-silicon composites on a large industrial scale.

트윈 중합(twin polymerization)에 의해 규소 함유 복합 재료를 제조하는 방법에 대한 다양한 보고가 있었다. 그러나, 페놀 수지 또는 폴리푸르푸릴 수지를 베이스로 하는 복합 재료만이 이 방법에 의해 얻어질 수 있다[예를 들어, 문헌(S. Spange, S. Grund, Adv. Mat. 2009, 21, 2111-2116 und S. Spange et al., Angew. Chem. 2009, 121, 8403-8408; Angew . Chem . Int . Ed. 2009, 48, 8254-8258)을 참조].There have been various reports on a method for producing a silicon-containing composite material by twin polymerization. However, only composite materials based on phenolic resins or polypurfuryl resins can be obtained by this method (see, for example, S. Spange, S. Grund, Adv. Mat. 2009, 21, 2111- 2116 und S. Spange et al, Angew Chem 2009, 121, 8403-8408;...... Angew Chem Int see Ed 2009, 48, 8254-8258)] ..

본 발명의 목적은 전술한 단점들이 방지된, 규소 함유 폴리아미드 복합 재료의 제조 방법을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 이 방법은 화학적으로 변성된 분말형 무기 충전제의 비용 소모적이고 번거로운 첨가 없이, 원-포트 반응으로의 폴리아미드-규소 복합재의 제조를 가능케 할 것이며, 즉, 계내에서 균질의 규소 함유 폴리아미드 복합재를 제공할 것이다.An object of the present invention is to provide a process for producing a silicon-containing polyamide composite material, in which the above-mentioned disadvantages are avoided. More specifically, this method will enable the production of polyamide-silicon composites in a one-port reaction, without the costly and cumbersome addition of chemically modified powdered inorganic fillers, i.e., Amide composite material.

놀랍게도, 이 목적과 또 다른 목적들은, 질소 원자를 통해 부착된 1 이상의 락타밀 라디칼을 포함하고 있는 1 이상의 규소 원자를 포함하고 이하에 정의된 화학식 (A)를 갖는 1 이상의 규소 화합물(SV)을, 아미노카르복실산 및/또는 디카르복실산의 암모늄 염 및/또는 락탐과 공중합시키는 방법에 의해 달성될 수 있음을 발견하였다.Surprisingly, this and other objects are achieved by a process for the preparation of a compound of formula (I) which comprises at least one silicon compound (SV) comprising at least one silicon atom containing one or more lactamyl radicals attached via a nitrogen atom and having the formula , An aminocarboxylic acid and / or an ammonium salt of a dicarboxylic acid and / or a lactam.

Figure pct00001
Figure pct00001

화학식 A에서, m은 1 ∼ 11, 특히 2 ∼ 9의 정수이고, 특히 3이며, #은 화합물 SV의 규소 원자에 대한 부착점을 나타낸다.In the formula (A), m is an integer of 1 to 11, particularly an integer of 2 to 9, especially 3, and # denotes the point of attachment of the compound SV to the silicon atom.

따라서 본 발명은 규소 함유 폴리아미드 복합 재료를 제조하는 방법으로서,Accordingly, the present invention provides a method for producing a silicon-containing polyamide composite material,

a. 질소 원자를 통해 부착된 1 이상의 락타밀 라디칼을 포함하고 있는 1 이상의 규소 원자를 포함하고 화학식 (A)를 갖는 1 이상의 규소 화합물(SV)과,a. At least one silicon compound (SV) comprising at least one silicon atom containing at least one lactamyl radical attached through a nitrogen atom and having the formula (A)

b. 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산, 아미노카르복사미드 및 락탐으로부터 선택되는 1 이상의 공단량체(CM)b.  At least one comonomer (CM) selected from an ammonium salt of a dicarboxylic acid, an aminocarboxylic acid, an aminocarboxamide and a lactam,

의 공중합을 포함하며, 1 이상의 공단량체(CM)는 물이 공중합 동안에 생성되거나 물이 공중합 반응에 첨가되도록 선택되는 것인 방법을 제공한다.Wherein at least one comonomer (CM) is selected such that water is produced during copolymerization or that water is added to the copolymerization reaction.

본 발명의 방법은, 규소가 단량체에 용해 가능한 화합물의 형태로 중합에 직접 혼입될 수 있다는 점에서 선행 기술의 공지된 제조 방법과는 상이하다. 화학적으로 변성된 분말형 충전제의 사용 및 그에 수반된 문제점들, 예컨대 부족한 취급 용이성 및 건강상의 위험은 이 방식으로 배제될 수 있다. 또한, 천연 실리케이트 중 불순물에 의한 오염의 위험도 감소된다.The process of the present invention differs from known processes of the prior art in that silicon can be incorporated directly into the polymerization in the form of a monomer-soluble compound. The use of chemically modified powdered fillers and the problems associated therewith, such as lack of ease of handling and health risks, can be ruled out in this manner. Also, the risk of contamination by impurities in the natural silicate is reduced.

본 발명의 방법은 또한, 얻어진 복합 재료에서 규소 성분이, 분말 충전제를 사용할 때에 가능한 것보다 훨씬 더 균일한 분산체를 폴리아미드 매트릭스에 형성한다는 점에서 주목할 만하다. 따라서, 본 발명에 따라 얻을 수 있는 규소 함유 폴리아미드 복합재는 신규한 것이며, 또한 본 발명의 주제의 일부를 구성한다.The method of the present invention is also notable in that the silicon component in the resulting composite material forms a more uniform dispersion in the polyamide matrix than is possible when using the powder filler. Thus, the silicon-containing polyamide composites obtainable according to the present invention are novel and also form part of the subject matter of the present invention.

발명의 설명의 후반부에 기재한다.Described later in the description of the invention.

복합재 합성은 Spange 등에 의해 기술된 트윈 중합처럼, 결합형 트윈 중합(트윈 중합의 새로운 형태를 나타냄)을 통해 진행되는 것으로 생각된다. 이하에서는, 간단함을 위해 용어 "공중합"만을 사용할 것이다. 트윈 중합의 결정적 특징은, 1개의 트윈 단량체(twin monomer)의 중합이 유기 단독중합체와 무기 단독중합체 모두를 생성한다는 것이다. 일부 경우, 예컨대 Spange 등에 의해 기술된 경우들에서, 트윈 중합은 물의 방출과 함께 일어나지만, 본 경우에서는 물을 소비한다. 두 폴리머, 즉, 폴리아미드 및 산화규소 폴리머가 거의 동시의 형성되기 때문에, 둘 다는 일반적으로 매우 미세한 분산체로 존재하며, 여기서 폴리머 상의 도메인의 치수는 일반적으로 나노미터 크기, 예를 들어 1000 nm 이하, 또는 심지어 200 nm 이하이다.Composite synthesis is believed to proceed through coupled twin polymerization (which represents a new type of twin polymerization), such as the twin polymerization described by Spange et al. Hereinafter, for the sake of simplicity, only the term "copolymerization" will be used. A decisive feature of the twin polymerization is that polymerization of one twin monomer produces both an organic homopolymer and an inorganic homopolymer. In some cases, such as those described by Spange et al., Twin polymerization occurs with the release of water, but consumes water in this case. Since both polymers, i.e., polyamide and silicon oxide polymer, are formed nearly simultaneously, both are generally present as very fine dispersions, wherein the dimensions of the domains on the polymer are generally nanometer sizes, e.g., 1000 nm or less, Or even 200 nm or less.

여기서 그리고 이하에서 화학식을 정의하기 위해 유기기에 사용한 용어, 예를 들어 "알킬", "알콕시", "알케닐" 및 "아릴"은 총칭으로서, 이들 유기 단위의 기의 각 일원들을 나타내는 것이다. 접두사 Cx-Cy는 특정 경우에서 있을 수 있는 탄소 원자의 개수를 나타낸다.The terms used in the organic groups to define the formulas herein and in the following, such as "alkyl", "alkoxy", "alkenyl", and "aryl" collectively refer to each member of the group of these organic units. The prefix C x -C y represents the number of carbon atoms that may be present in a particular case.

용어 "C1-C6-알킬"은 탄소수 1 ∼ 6, 특히 1 ∼ 4의 포화된, 직쇄 또는 분지쇄형 히드로카르빌 기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 1-메틸에틸, 부틸, 1-메틸프로필, 2-메틸프로필, 1,1-디메틸에틸, 펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, 헥실, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1-에틸-2-메틸프로필 및 이들의 이성체를 가리킨다. C1-C4-알킬은, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 1-메틸에틸, 부틸, 1-메틸프로필, 2-메틸프로필 또는 1,1-디메틸에틸을 포함한다.The term "C 1 -C 6 -alkyl" refers to saturated, straight or branched chain hydrocarbyl groups of 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, Methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, Dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, Butyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2- ethylbutyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,2,2-trimethylpropyl , 1-ethyl-1-methylpropyl, 1-ethyl-2-methylpropyl and isomers thereof. C 1 -C 4 -alkyl includes, for example, methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl or 1,1-dimethylethyl.

용어 "임의로 치환된 C1-C6-알킬"은, 상기 정의된 바와 같은 비치환된 C1-C6-알킬, 또는 수소 원자 중 하나가 치환기로 치환된 C1-C6-알킬, 예를 들어 C1-C4-알콕시, 페닐 또는 C3-C6-시클로알킬을 나타낸다.The term "optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl" is an unsubstituted C 1 -C 6 as defined above, - a C 1 -C 6 substituted alkyl, or one of the hydrogen atoms is substituted-alkyl, such as For example C 1 -C 4 -alkoxy, phenyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl.

용어 "C2-C6-알케닐"은 탄소수 2 ∼ 6, 특히 2 ∼ 4의 불포화된, 직쇄 또는 분지쇄형 히드로카르빌 기, 예를 들어 에테닐(= 비닐), 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-메틸에테닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-메틸-1-프로페닐, 2-메틸-1-프로페닐, 1-메틸-2-프로페닐, 2-메틸-2-프로페닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 4-펜테닐, 1-메틸-1-부테닐, 2-메틸-1-부테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1-메틸-2-부테닐, 2-메틸-2-부테닐, 3-메틸-2-부테닐, 1-메틸-3-부테닐, 2-메틸-3-부테닐, 3-메틸-3-부테닐, 1,1-디메틸-2-프로페닐, 1,2-디메틸-1-프로페닐, 1,2-디메틸-2-프로페닐, 1-에틸-1-프로페닐, 1-에틸-2-프로페닐, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 4-헥세닐, 5-헥세닐, 1-메틸-1-펜테닐, 2-메틸-1-펜테닐, 3-메틸-1-펜테닐, 4-메틸-1-펜테닐, 1-메틸-2-펜테닐, 2-메틸-2-펜테닐, 3-메틸-2-펜테닐, 4-메틸-2-펜테닐, 1-메틸-3-펜테닐, 2-메틸-3-펜테닐, 3-메틸-3-펜테닐, 4-메틸-3-펜테닐, 1-메틸-4-펜테닐, 2-메틸-4-펜테닐, 3-메틸-4-펜테닐, 4-메틸-4-펜테닐, 1,1-디메틸-2-부테닐, 1,1-디메틸-3-부테닐, 1,2-디메틸-1-부테닐, 1,2-디메틸-2-부테닐, 1,2-디메틸-3-부테닐, 1,3-디메틸-1-부테닐, 1,3-디메틸-2-부테닐, 1,3-디메틸-3-부테닐, 2,2-디메틸-3-부테닐, 2,3-디메틸-1-부테닐, 2,3-디메틸-2-부테닐, 2,3-디메틸-3-부테닐, 3,3-디메틸-1-부테닐, 3,3-디메틸-2-부테닐, 1-에틸-1-부테닐, 1-에틸-2-부테닐, 1-에틸-3-부테닐, 2-에틸-1-부테닐, 2-에틸-2-부테닐, 2-에틸-3-부테닐, 1,1,2-트리메틸-2-프로페닐, 1-에틸-1-메틸-2-프로페닐, 1-에틸-2-메틸-1-프로페닐 또는 1-에틸-2-메틸-2-프로페닐을 가리킨다.The term "C 2 -C 6 -alkenyl" refers to an unsaturated, straight or branched chain hydrocarbyl group of 2 to 6 carbon atoms, especially 2 to 4 carbon atoms, such as ethenyl (= vinyl) Propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, Phenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, Methyl-2-butenyl, 1-methyl-3-butenyl, 2-methyl-3- Methyl-3-butenyl, 1,1-dimethyl-2-propenyl, 1,2-dimethyl-1-propenyl, Propenyl, 1-ethyl-2-propenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 1-pentenyl, 3-methyl-1-pentenyl, 4-methyl-1-pentenyl, , 4-methyl-2-pentenyl, 1-methyl-3 Methyl-3-pentenyl, 1-methyl-4-pentenyl, 2-methyl-4-pentenyl, 3-methyl- Methyl-4-pentenyl, 1,1-dimethyl-2-butenyl, 1,1-dimethyl-3-butenyl, Butenyl, 1,3-dimethyl-2-butenyl, 1,2-dimethyl-3-butenyl, Butenyl, 2,3-dimethyl-3-butenyl, 2,3-dimethyl-1-butenyl, 2,3- 1-butenyl, 1-ethyl-2-butenyl, 1-ethyl-3-butenyl, 2- Butenyl, 2-ethyl-3-butenyl, 1,1,2-trimethyl-2-propenyl, 1-ethyl- Ethyl-2-methyl-1-propenyl or 1-ethyl-2-methyl-2-propenyl.

용어 "임의로 치환된 C1-C6-알케닐"은, 상기 정의된 바와 같은 비치환된 C1-C6-알킬, 또는 수소 원자 중 하나가 치환기로 치환된 C1-C6-알킬, 예컨대 C1-C4-알콕시, 페닐 또는 C3-C6-시클로알킬을 나타낸다.The term "optionally substituted C 1 -C 6 - alkenyl", unsubstituted as defined above, C 1 -C 6 - alkyl, or one of the hydrogen atoms is substituted with a substituent C 1 -C 6 - alkyl, For example C 1 -C 4 -alkoxy, phenyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl.

용어 "C1-C6-알콕시"는 산소 원자를 통해 부착되는, 1 ∼ 6 개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄형의 포화된 알킬 기를 나타낸다. 예로는 C1-C6-알콕시, 예컨대 메톡시, 에톡시, OCH2-C2H5, OCH(CH3)2, n-부톡시, OCH(CH3)-C2H5, OCH2-CH(CH3)2, OC(CH3)3, n-펜톡시, 1-메틸부톡시, 2-메틸부톡시, 3-메틸부톡시, 1,1-디메틸프로폭시, 1,2-디메틸프로폭시, 2,2-디메틸프로폭시, 1-에틸프로폭시, n-헥속시, 1-메틸펜톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 4-메틸펜톡시, 1,1-디메틸부톡시, 1,2-디메틸부톡시, 1,3-디메틸부톡시, 2,2-디메틸부톡시, 2,3-디메틸부톡시, 3,3-디메틸부톡시, 1-에틸부톡시, 2-에틸부톡시, 1,1,2-트리메틸프로폭시, 1,2,2-트리메틸프로폭시, 1-에틸-1-메틸프로폭시, 1-에틸-2-메틸프로폭시 등이 있다.The term "C 1 -C 6 - alkoxy" refers to a saturated alkyl of straight or branched chain containing 1 to 6 carbon atoms and which is attached via an oxygen atom. Examples include C 1 -C 6 -alkoxy such as methoxy, ethoxy, OCH 2 -C 2 H 5 , OCH (CH 3 ) 2 , n-butoxy, OCH (CH 3 ) -C 2 H 5 , OCH 2 But are not limited to, -CH (CH 3 ) 2, OC (CH 3 ) 3 , n-pentoxy, 1-methylbutoxy, 2-methylbutoxy, Dimethylpropoxy, 2,2-dimethylpropoxy, 1-ethylpropoxy, n-hexoxy, 1-methylpentoxy, 2-methylpentoxy, 3-methylpentoxy, Dimethylbutoxy, 1,2-dimethylbutoxy, 1,3-dimethylbutoxy, 2,2-dimethylbutoxy, 2,3-dimethylbutoxy, 3,3-dimethylbutoxy, , 2-ethylbutoxy, 1,1,2-trimethylpropoxy, 1,2,2-trimethylpropoxy, 1-ethyl-1-methylpropoxy, 1-ethyl-2-methylpropoxy and the like.

용어 "임의로 치환된 C1-C6-알콕시"는 상기 정의된 바와 같은 비치환된 C1-C6-알콕시, 또는 수소 원자 중 하나가 치환기로 치환된 C1-C6-알콕시, 예를 들어 C1-C4-알콕시, 페닐 또는 C3-C6-시클로알킬을 나타낸다.The term "optionally substituted C 1 -C 6 - alkoxy" is unsubstituted C 1 -C 6 as defined above, - an alkoxy, for example, - alkoxy, or one of the hydrogen atoms is substituted with a substituent C 1 -C 6 For example C 1 -C 4 -alkoxy, phenyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl.

용어 "C3-C8-시클로알킬"은 3 ∼ 8 개, 특히 3 ∼ 6 개의 탄소 원자를 포함하는 단환식 또는 이환식의, 포화된 히드로카르빌 라디칼을 나타낸다. 단환식 라디칼의 예는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 또는 시클로옥틸을 포함한다. 이환식 라디칼의 예는 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[3.1.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸 및 비시클로[3.2.1]옥틸을 포함한다. 이 맥락에서, 임의로 치환된 C3-C8-시클로알킬은, 1 이상의 수소 원자, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5 개의 수소 원자가, 반응 조건 하에서 불활성인 치환기에 의해 치환되는, 탄소수 3 ~ 8의 시클로알킬 라디칼을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 불활성 치환기의 예로는 CN, C1-C6-알킬, C1-C4-할로알킬, C1-C6-알콕시, C3-C6-시클로알킬, 및 C1-C4-알콕시-C1-C6-알킬이 있다.The term "C 3 -C 8 -cycloalkyl" denotes a monocyclic or bicyclic, saturated hydrocarbyl radical comprising 3 to 8, in particular 3 to 6 carbon atoms. Examples of monocyclic radicals include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl or cyclooctyl. Examples of bicyclic radicals include bicyclo [2.2.1] heptyl, bicyclo [3.1.1] heptyl, bicyclo [2.2.2] octyl and bicyclo [3.2.1] octyl. In this context, an optionally substituted C 3 -C 8 -cycloalkyl is an optionally substituted C 3 -C 8 -cycloalkyl wherein one or more hydrogen atoms, for example 1, 2, 3, 4 or 5, hydrogen atoms are replaced by a substituent which is inert under the reaction conditions, Is intended to mean a cycloalkyl radical of 3 to 8 carbon atoms. Examples of inert substituents include CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 3 -C 6 -cycloalkyl, and C 1 -C 4 -alkoxy- C 1 -C 6 -alkyl.

용어 "임의로 치환된 C3-C8-시클로알킬"은 상기 정의된 바와 같은 비치환된 C3-C8-시클로알킬, 또는 하나 이상, 예를 들어 1, 2, 3 또는 4 개의 수소 원자가 치환기로 치환된 C3-C8-시클로알킬, 예를 들어 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, 페닐 또는 C3-C6-시클로알킬을 나타낸다.The term "optionally substituted C 3 -C 8 -cycloalkyl" refers to unsubstituted C 3 -C 8 -cycloalkyl as defined above, or one or more, for example 1, 2, 3 or 4, a C 3 -C 8 optionally substituted with-cycloalkyl, for example C 1 -C 4 - alkyl, C 1 -C 4 - alkoxy, phenyl or C 3 -C 6 - represents a cycloalkyl.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "임의로 치환된 페닐"은 비치환된 페닐을 나타내거나, 반응 조건 하에서 불활성인 1, 2, 3, 4 또는 5 개, 특히 1, 2 또는 3 개의 치환기를 갖는 페닐을 나타낸다. 불활성 치환기의 예로는 할로겐, 특히 불소, 염소 또는 브롬, CN, NO2, C1-C6-알킬, C1-C6-알킬티오, C1-C6-알킬술포닐, C1-C4-할로알킬, C1-C6-알콕시, C3-C6-시클로알킬, 및 C1-C4-알콕시-C1-C6-알킬이 있다.The term "optionally substituted phenyl ", as used herein, refers to unsubstituted phenyl or phenyl substituted with 1, 2, 3, 4 or 5, in particular 1, 2 or 3, substituents which are inert under the reaction conditions . Examples of inert substituents include halogen, especially fluorine, chlorine or bromine, CN, NO 2, C 1 -C 6 - alkyl, C 1 -C 6 - alkylthio, C 1 -C 6 - alkylsulfonyl, C 1 -C 4 -haloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, C 3 -C 6 -cycloalkyl, and C 1 -C 4 -alkoxy-C 1 -C 6 -alkyl.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬"은 수소 원자 중 하나가, 임의로 치환된 페닐 기로 치환되는 C1-C6-알킬을 나타낸다. 예로는 벤질, 4-메틸벤질, 페닐에틸 등이 있다.The term as used herein, "optionally substituted phenyl, -C 1 -C 6 - alkyl" is C 1 -C 6 substituted by a one of a hydrogen atom, an optionally substituted phenyl - represents an alkyl. Examples include benzyl, 4-methylbenzyl, phenylethyl, and the like.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "임의로 치환된 페닐"은 비치환된 페닐, 또는 중합 조건 하에서 불활성인 1, 2, 3, 4 또는 5 개, 특히 1, 2 또는 3 개의 치환기를 갖는 페닐을 나타낸다. 불활성 치환기의 예로는 할로겐, 특히 불소, 염소 또는 브롬, CN, NO2, C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시 및 C3-C6-시클로알킬이 있다.The term "optionally substituted phenyl" as used herein refers to unsubstituted phenyl or phenyl having 1, 2, 3, 4 or 5, in particular 1, 2 or 3, substituents which are inert under polymerization conditions. Examples of inert substituents are halogen, especially fluorine, chlorine or bromine, CN, NO 2 , C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and C 3 -C 6 -cycloalkyl.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "페닐-C1-C6-알킬"은, 수소 원자 중 하나가 페닐 기로 치환된 C1-C6-알킬을 나타낸다. 예로는 벤질, 4-메틸페닐, 페닐에틸 등이 있다.The term as used herein "phenyl -C 1 -C 6 - alkyl", one of the hydrogen atoms are substituted with C 1 -C 6 group phenyl-represents an alkyl. Examples include benzyl, 4-methylphenyl, phenylethyl and the like.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬"은, 상기 정의된 바와 같은 페닐-C1-C6-알킬로서, 페닐이 비치환되거나 중합 조건 하에서 불활성인 1, 2, 3, 4, 5 개, 특히 1, 2 또는 3 개의 치환기를 갖는 것인 페닐-C1-C6-알킬을 나타낸다. 불활성 치환기의 예로는 할로겐, 특히 불소, 염소 또는 브롬, CN, NO2, C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시 및 C3-C6-시클로알킬이 있다.As used herein, the term "optionally substituted phenyl-C 1 -C 6 -alkyl" refers to phenyl-C 1 -C 6 -alkyl as defined above, wherein the phenyl is unsubstituted or is 1 , two, three, four, five, in particular one, phenyl -C 1 -C 6 having the two or three substituents represents an alkyl. Examples of inert substituents are halogen, especially fluorine, chlorine or bromine, CN, NO 2 , C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and C 3 -C 6 -cycloalkyl.

본 발명의 방법은 1 이상의 규소 화합물(SV)을 1 이상의 공단량체(CM)와 공중합하는 것을 포함한다.The method of the present invention comprises copolymerizing at least one silicon compound (SV) with at least one comonomer (CM).

적합한 규소 화합물(SV)은 특히 하기 일반식 I의 화합물이다:Suitable silicon compounds (SV) are in particular compounds of the general formula I:

Figure pct00002
Figure pct00002

상기 일반식에서,In the above general formula,

m은 1 ∼ 11, 특히 2 ∼ 9의 정수이고, 특히 3이며,m is an integer from 1 to 11, in particular from 2 to 9, in particular 3,

x는 1, 2, 3 또는 4, 특히 3 또는 4이며,x is 1, 2, 3 or 4, in particular 3 or 4,

R은 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐 C1-C6-알킬이다.R is optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl, optionally substituted C 2 -C 6 -alkenyl, optionally substituted C 1 -C 6 -alkoxy, optionally substituted C 3 -C 6 -cycloalkyl, optionally substituted alkyl-phenyl, or optionally substituted phenyl C 1 -C 6.

화학식 I 중 R은, x가 1, 2 또는 3일 경우, 특히 C1-C6-알킬 또는 C3-C6-시클로알킬, 특히 C1-C4-알킬이다.R in formula (I) is especially C 1 -C 6 -alkyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl, especially C 1 -C 4 -alkyl, when x is 1, 2 or 3.

일반식 I의 화합물의 예로는 하기의 화합물이 있다.Examples of compounds of formula I include the following compounds.

- 1,1',1'',1'''-실란테트라일테트라키스(아제판-2-온)(= x=4이고 m=3인 화학식 I의 화합물) 및- (Compound of formula I wherein x = 4 and m = 3) and 1,1 ', 1 ", 1"' - silanetetrayltetrakis (azepan-

- 1,1',1''-(메틸실란트리일)트리(아제판-2-온)(= x=3, R=CH3 및 m=3인 화학식 I의 화합물).- 1, 1 ', 1''- (methyl silane tree-yl) tri (azepan-2-one) (= x = 3, R = CH 3 and m = 3 A compound of formula I).

적합한 규소 화합물(SV)은 또한 1 이상의 하기 일반식 II의 반복 단위를 포함하는 올리고머를 포함한다:Suitable silicon compounds (SV) also include oligomers comprising at least one repeating unit of the following general formula II:

Figure pct00003
Figure pct00003

m은 1 ∼11, 특히 2 ∼ 9의 정수이고, 특히 3이며,m is an integer from 1 to 11, in particular from 2 to 9, in particular 3,

R'는 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬이거나, 화학식 A의 라디칼이다.R 'is selected from the group consisting of optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl, optionally substituted C 2 -C 6 -alkenyl, optionally substituted C 1 -C 6 -alkoxy, optionally substituted C 3 -C 6 -cycloalkyl, Substituted phenyl or optionally substituted phenyl-C 1 -C 6 -alkyl, or is a radical of formula A.

화학식 II 중 R'은, 특히 화학식 (A)의 라디칼, C1-C6-알킬 또는 C3-C6-시클로알킬이고, 특히는 m이 특히 2 ∼ 9이고 특히 3인 화학식 (A)의 라디칼이거나; C1-C4-알킬이다.R 'in formula (II) is, in particular, a radical of formula (A), C 1 -C 6 -alkyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl, in particular of formula Radical; C 1 -C 4 -alkyl.

1 이상의 일반식 II의 반복 단위를 포함하는 올리고머는 화학식 I뿐만 아니라, 하나 이상의 화학식 IIa의 말단기, 및 또한 화학식 IIb의 반복 단위 및/또는 화학식 IIc 또는 IId의 분지 자리(branching site)도 가질 수 있다:Oligomers comprising at least one repeating unit of the formula II may have not only the formula I but also at least one terminal group of the formula (IIa), and also a repeating unit of the formula (IIb) and / or a branching site of the formula (IIc) or have:

Figure pct00004
Figure pct00004

화학식 IIa 및 IIc 중 R'은, 화학식 II에 대해 명시된 의미를 가지며, 특히 화학식 (A)의 라디칼, C1-C6-알킬 또는 C3-C6-시클로알킬, 특히는 m이 특히 2 ∼ 9이고 특히 3인 화학식 (A)의 라디칼이거나; C1-C4-알킬이다.R 'in formulas (IIa) and (IIc) has the meaning given for formula (II), in particular radicals of formula (A), C 1 -C 6 -alkyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl, 9 and especially 3, or a radical of the formula (A); C 1 -C 4 -alkyl.

화학식 IIb 중 R''는 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬, 특히 C1-C6-알킬 또는 C3-C6-시클로알킬 및 특히 C1-C4-알킬이다.Of formula IIb R '' is an optionally substituted C 1 -C 6 - alkyl, optionally substituted C 2 -C 6 - alkenyl, optionally substituted C 1 -C 6 - alkoxy, optionally substituted C 3 -C 6 - Cycloalkyl, optionally substituted phenyl or optionally substituted phenyl-C 1 -C 6 -alkyl, especially C 1 -C 6 -alkyl or C 3 -C 6 -cycloalkyl and especially C 1 -C 4 -alkyl.

1 이상의 일반식 II의 반복 단위를 포함하는 일반적인 올리고머는 통상적으로, 평균(개수) 2 ∼ 100, 특히 2 ∼ 50의 규소 원자를 포함하며, 단, 평균적으로, 화학식 II의 반복 단위의 형태로 존재하는 1 이상의 규소 원자를 갖는다. 이 유형의 올리고머는 바람직하게는 평균 2 개 이상, 특히 2 ∼ 50 개의, 화학식 II의 반복 단위를 포함한다.Typical oligomers comprising at least one repeating unit of formula II typically contain an average (number) of 2 to 100, in particular 2 to 50, silicon atoms, with the proviso that, on average, Having at least one silicon atom. Oligomers of this type preferably comprise an average of at least 2, in particular 2 to 50, repeating units of formula (II).

본 발명의 방법에서 사용되는 규소 화합물(SV)은, 또한 화학식 I의 다양한 화합물들의 혼합물, 또는 하나 이상의 화학식 I의 화합물과 화학식 II의 반복 단위를 포함하는 하나 이상의 올리고머와의 혼합물을 포함할 수 있다.The silicon compound (SV) used in the process of the present invention may also comprise a mixture of various compounds of formula I, or a mixture of one or more oligomers comprising a compound of formula I and a repeating unit of formula II .

본 발명의 방법에서 사용되는 규소 화합물(SV)은 바람직하게는 화학식 I의 화합물, 또는 화학식 I의 다양한 화합물들의 혼합물, 특히는, x가 3이거나 특히 4인 화학식 I의 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함한다.The silicon compound (SV) used in the process of the present invention preferably comprises a compound of formula (I) or a mixture of various compounds of formula (I), especially a compound of formula (I) wherein x is 3 or 4, do.

화학식 I의 화합물 및 화학식 II의 반복 단위를 포함하는 올리고머, 및 또한 이들의 제조 방법은 공지되어 있으며, 아니면 예를 들어 DE1247646, US3364160, US3417047, US4071498, DE2643467A1, DE3207336A1 및 US4603177 또는 S. Andrianov 등의 문헌[Russ. Chem. Bull. 1972, 21, 1100-1102 (1977)]에 기술된 방법과 유사하게 얻을 수 있다.Oligomers comprising the compounds of formula (I) and the repeating units of formula (II), as well as their preparation, are known or can be prepared, for example, as described in DE1247646, US3364160, US3417047, US4071498, DE2643467A1, DE3207336A1 and US4603177 or S. Andrianov et al. [Russ. Chem. Bull. 1972, 21, 1100-1102 (1977).

이들은 일반적으로, 1 이상의 하기 화학식 VIII의 화합물을, 하기 일반식 (III)의 락탐과 반응시켜 제조한다:These are generally prepared by reacting one or more compounds of the formula VIII: < EMI ID =

R4- xSiClx (VIII)R 4 - x SiCl x (VIII)

상기 화학식 VIII에서, R 및 x는 각각 상기 정의된 바와 같으며,In formula (VIII), R and x are each as defined above,

Figure pct00005
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상기 일반식 (III)에서, m은 상기 정의된 바와 같고, 1 이상의 염기의 존재 하에서 특히 2, 3 또는 9, 특히 3이다. 염기는 바람직하게는, 화학식 VIII의 화합물 중 염소 원자의 mol당 0.9 ∼ 2 mol의 양으로 염기 내에 사용된다. 적합한 염기의 예로는 특히 3차 아민, 특히 트리-C1-C4-알킬아민 및 디-C1-C4-알킬-C3-C6-시클로알킬아민, 예컨대 트리에틸아민, 트리프로필아민, 디메틸이소프로필-아민, 메틸디이소프로필아민, 트리부틸아민 및 디메틸시클로헥실아민, 및 또한 C1-C4-알킬이미다졸, 예컨대 N-메틸이미다졸이 있다.In the above general formula (III), m is as defined above and is particularly 2, 3 or 9, especially 3 in the presence of at least one base. The base is preferably used in a base in an amount of from 0.9 to 2 moles per mole of chlorine atoms in the compound of formula (VIII). Examples of suitable bases are in particular tertiary amines, especially tri-C 1 -C 4 -alkylamines and di-C 1 -C 4 -alkyl-C 3 -C 6 -cycloalkylamines, such as triethylamine, , Dimethylisopropyl-amine, methyldiisopropylamine, tributylamine and dimethylcyclohexylamine, and also C 1 -C 4 -alkylimidazoles such as N -methylimidazole.

화학식 VIII의 화합물과 화학식 III의 락탐과의 반응은 일반적으로, -20℃ ∼ 110℃의 온도 범위, 바람직하게는 20℃ ∼ 30℃에서 일어난다.The reaction of the compound of formula (VIII) with the lactam of formula (III) generally takes place in the temperature range of -20 ° C to 110 ° C, preferably at 20 ° C to 30 ° C.

본 발명에 따르면, 규소 화합물(SV)은 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노-카르복실산 및 락탐으로부터 선택된 1 이상의 공단량체와 공중합된다.According to the present invention, the silicon compound (SV) is copolymerized with at least one comonomer selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, amino-carboxylic acids and lactam.

본 발명에 따르면, 물은 공중합 동안에 적어도 일부 시간 동안 존재한다. 물은 SV 화합물 내의 Si-N 결합을 가수분해하는 역할을 한다. 이 물은 공중합 자체로, 즉 CM 공단량체가, 카르복실기를 갖는 1 이상의 화합물을 포함하는 경우에 형성될 수 있다. 이 경우에, 공단량체는 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산 및 아미노카르복사미드 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함한다. 또한 이 물은, 특히 단량체가 오직 락탐을 포함할 경우에는, 첨가될 수도 있다.According to the present invention, water is present for at least some time during copolymerization. Water plays a role in hydrolyzing the Si-N bond in the SV compound. This water can be formed by copolymerization itself, that is, when the CM comonomer includes at least one compound having a carboxyl group. In this case, the comonomer includes at least one compound selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, aminocarboxylic acids and aminocarboxamides, and mixtures thereof. The water may also be added, especially if the monomer only contains a lactam.

CM 공단량체는 바람직하게는 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산 및 아미노카르복사미드, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함한다. 이 방식으로, 공중합은 물의 생성을 초래하며, 이어서 그 물은 SV 화합물 내의 Si-N 결합을 가수분해할 수 있게 된다.The CM comonomer preferably comprises at least one monomer selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, aminocarboxylic acids and aminocarboxamides, and mixtures thereof. In this way, copolymerization results in the formation of water, which in turn is capable of hydrolyzing the Si-N bond in the SV compound.

한 바람직한 구체예에서, CM 공단량체는 오로지 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산 및 미노카르복사미드, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물로부터 선택된다. 또한 바람직한 구체예에서, 공단량체는 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산 및 아미노카르복사미드 및 이들의 혼합물, 및 1 이상의 락탐로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함한다.In one preferred embodiment, the CM comonomer is solely selected from at least one compound selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, aminocarboxylic acids and minocarboxamides, and mixtures thereof. In a further preferred embodiment, the comonomer comprises at least one monomer selected from ammonium salts of dicarboxylic acids, aminocarboxylic acids and aminocarboxamides and mixtures thereof, and at least one lactam.

공중합 동안에 생성된 및/또는 첨가된 물의 총량은, 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당, 바람직하게는 0.5 mol 이상, 특히 0.7 mol 이상, 특히 0.9 mol 이상이다. 공중합 동안에 생성된 및/또는 첨가된 물의 총량은, 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당, 바람직하게는 2 mol 이하, 특히 1.5 mol 이하, 특히 1.1 mol 이하일 것이다. 이는 락타밀-Si 결합의 완전 전환을 보장한다.The total amount of water produced and / or added during the copolymerisation is preferably not less than 0.5 mol, in particular not less than 0.7 mol, in particular not less than 0.9 mol, of the lactam radical of the formula (A) attached to the silicon atom in the silicon compound (SV) . The total amount of water produced and / or added during the copolymerization is preferably not more than 2 mol, in particular not more than 1.5 mol, in particular not more than 1.1 mol, of the lactam radical of the formula (A) attached to the silicon atom in the silicon compound (SV) . This ensures complete conversion of the lactamyl-Si bond.

적합한 락탐은, 특히 상기 정의된 바와 같은 일반식 III의 것들, 특히 화학식 III 중 m이 2 ∼ 9, 예를 들어 2, 3 또는 9, 특히 3인 것들이다. 화학식 III의 락탐의 예로는 ε-카프로락탐, 2-피페리돈(δ-발레로락탐), 2-피롤리돈(γ-부티로락탐), 카프릴락탐, 에난토락탐 및 라우릴락탐이 있다.Suitable lactams are especially those of the formula III as defined above, especially those in which m in the formula III is 2-9, for example 2, 3 or 9, in particular 3. Examples of the lactam of formula (III) are ε-caprolactam, 2-piperidone (δ-valerolactam), 2-pyrrolidone (γ-butyrolactam), caprylactam, enantholactam and lauryllactam .

적합한 아미노카르복실산은 특히 하기 일반식 IV 및 V의 것들이다:Suitable aminocarboxylic acids are especially those of the following formulas IV and V:

H2N-(CH2)y-COOH (IV)H 2 N- (CH 2 ) y -COOH (IV)

H2N-CHRx-COOH (V)H 2 N-CHR x -COOH (V)

화학식 (IV) 중 y는 1 ∼ 20, 특히 2 ∼ 12의 정수, 예를 들어 1, 2, 4, 5, 7, 9 또는 11이고,Y is an integer from 1 to 20, in particular from 2 to 12, for example 1, 2, 4, 5, 7, 9 or 11,

화학식 (V) 중 Rx는 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로-알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬, 및 특히 C1-C4-알킬, 페닐 또는 벤질이다.R x in formula (V) is optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl, optionally substituted C 2 -C 6 -alkenyl, optionally substituted C 1 -C 6 -alkoxy, optionally substituted C 3 -C 6 -Cycloalkyl, optionally substituted phenyl or optionally substituted phenyl-C 1 -C 6 -alkyl, and in particular C 1 -C 4 -alkyl, phenyl or benzyl.

적합한 화학식 (IV)의 아미노카르복실산의 예로는 글리신, 3-아미노-프로피온산, 4-아미노부탄산, 5-아미노발레르산, 6-아미노카프로산, 8-아미노카프릴산, 10-아미노데칸산, 12-아미노도데칸산, 14-아미노테트라-데칸산, 16-아미노헥사데칸산 및 18-아미노옥타데칸산이 있다.Examples of suitable aminocarboxylic acids of formula (IV) include glycine, 3-amino-propionic acid, 4-aminobutanoic acid, 5-aminovaleric acid, 6-aminocaproic acid, Acid, 12-aminododecanoic acid, 14-aminotetra-decanoic acid, 16-aminohexadecanoic acid and 18-aminooctadecanoic acid.

적합한 화학식 V의 아미노카르복실산의 예로는 알라닌, 페닐글리신, 발린, 루신, 이소루신 및 페닐알라닌이 있다.Examples of suitable aminocarboxylic acids of formula (V) are alanine, phenylglycine, valine, leucine, isoleucine and phenylalanine.

적합한 아미노카르복사미드는 특히 ω-아미노카르복사미드, 특히 전술한 화학식 IV의 아미노카르복실산의 아미드이다.Suitable aminocarboxamides are in particular? -Aminocarboxamides, in particular the amides of the aminocarboxylic acids of the abovementioned formula (IV).

적합한 디카르복실산의 암모늄 염은 특히 디카르복실산과 디아민과의 염, 특히 지방족 또는 지환족 디카르복실산과 지방족, 지환족, 방향지방족 또는 방향족 디아민과의 염이다. 일반적인 디카르복실산은 통상 3 ∼ 20 개, 특히 3 ∼ 14 개, 특히 3 ∼ 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 디카르복실산은 바람직한 디카르복실산이다. 일반적인 디아민은 통상 2 ∼ 12 개, 특히 3 ∼ 14개, 특히 3 ∼ 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 디아민의 염이 바람직하다.Suitable ammonium salts of dicarboxylic acids are in particular salts with dicarboxylic acids and diamines, in particular with aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids and aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic diamines. Typical dicarboxylic acids usually have 3 to 20, in particular 3 to 14, in particular 3 to 8 carbon atoms. The aliphatic dicarboxylic acid is the preferred dicarboxylic acid. Typical diamines usually have 2 to 12, in particular 3 to 14, in particular 3 to 8 carbon atoms. Salts of aliphatic diamines are preferred.

특히 바람직한 디카르복실산의 암모늄 염은, 하기 화학식 (IV)의 디카르복실산과 하기 화학식 (VII)의 디아민과의 염이다:A particularly preferred ammonium salt of a dicarboxylic acid is a salt of a dicarboxylic acid of the formula (IV) < EMI ID =

HOOC-(CH2)z-COOH (VI)HOOC- (CH 2 ) z -COOH (VI)

H2N-(CH2)v-NH2 (VII)H 2 N- (CH 2 ) v -NH 2 (VII)

화학식 (VI) 중 z는 1 ∼ 12, 특히 1 ∼ 4의 정수이고, 화학식 (VII) 중 v는 2 ∼ 12, 특히 2 ∼ 6의 정수이다.In the formula (VI), z is an integer of 1 to 12, particularly 1 to 4, and v in the formula (VII) is an integer of 2 to 12,

화학식 (VI)의 디카르복실산의 예는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산 및 도데칸디오산이다. 방향족 C8-20-디카르복실산, 예컨대 테레프탈산 및 이소프탈산이 또한 사용될 수 있다.Examples of dicarboxylic acids of formula (VI) are malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid. Aromatic C 8-20 -dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid may also be used.

적합한 화학식 VII의 디아민은, 예를 들어 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민 및 데카메틸렌디아민을 포함한다. 헥사메틸렌디아민이 특히 바람직하다.Suitable diamines of formula VII include, for example, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine and decamethylenediamine. Hexamethylenediamine is particularly preferred.

공단량체(CM)는 바람직하게는 하기로부터 선택된다:The comonomer (CM) is preferably selected from the following:

b1) 아미노카르복실산, 특히 화학식 IV 또는 V의 것들 및 특히 화학식 IV의 것들;b1) Aminocarboxylic acids, especially those of formula IV or V and especially those of formula IV;

b2) 디카르복실산의 암모늄 염, 특히 디카르복실산과 디아민과의 염, 및 특히 화학식 VI의 디카르복실산과 화학식 VII의 디아민과의 염;b2) Salts of dicarboxylic acids with ammonium salts, especially with dicarboxylic acids and diamines, and especially with dicarboxylic acids of formula (VI) and diamines of formula (VII);

b3) 1 이상의 락탐, 특히 1 이상의 화학식 III의 락탐, 특히 카프로락탐과, 특히 디카르복실산과 디아민의 염 및 특히 화학식 VI의 디카르복실산과 화학식 VII의 디아민의 염으로부터 선택된 디카르복실산의 1 이상의 암모늄 염과의 혼합물; 및b3) At least one lactam, especially at least one lactam of the formula III, in particular caprolactam, especially a salt of a dicarboxylic acid and a diamine, and especially a salt of a dicarboxylic acid of the formula VI with a dicarboxylic acid of the formula VI and a salt of a diamine of the formula VII A mixture with a salt; And

b4) 1 이상의 락탐, 특히 1 이상의 화학식 III의 락탐, 특히 카프로락탐과, 1 이상의 아미노카르복실산, 특히 1 이상의 화학식 IV 또는 V의 아미노카르복실산, 및 특히 1 이상의 화학식 IV의 아미노카르복실산과의 혼합물.b4) A mixture of at least one lactam, especially at least one lactam of the formula III, in particular caprolactam, with at least one aminocarboxylic acid, in particular at least one aminocarboxylic acid of the formula IV or V, and in particular at least one aminocarboxylic acid of the formula IV .

공단량체(CM)는 특히, 전술한 그룹 b3) 및 b4)의 공단량체로부터, 즉, 1 이상의 락탐과 1 이상의 아미노카르복실산의 혼합물, 및 또한 1 이상의 락탐과 1 이상의 디카르복실산의 암모늄 염의 혼합물로부터 선택된다. 전술한 그룹 b3) 및 b4)에서, 락탐 대 아미노카르복실산, 또는 락탐 대 디카르복실산의 암모늄 염의 몰 비는, 바람직하게는 1.1:1 이상, 특히 2:1 이상이고, 특히 1.1:1 ∼ 500:1 범위, 특히 2:1 ∼ 100:1 범위에 있다.The comonomer (CM) is particularly preferably selected from comonomers of the groups b3) and b4) mentioned above, that is to say a mixture of at least one lactam and at least one aminocarboxylic acid, and also at least one lactam and at least one ammonium of the dicarboxylic acid ≪ / RTI > The molar ratio of the lactam to the aminocarboxylic acid or the ammonium salt of the lactam to the dicarboxylic acid is preferably 1.1: 1 or more, especially 2: 1 or more, particularly 1.1: 1 or more, in the groups b3) and b4) To 500: 1, in particular from 2: 1 to 100: 1.

1 이상의 규소 화합물(SV)과 1 이상의 공단량체(CM)와의 공중합은 종래의 폴리아미드 제조 방법과 유사하게 수행될 수 있다. 이 방식의 공정은, 예를 들어 문헌[Kunststoff Handbuch, ¾ Technische Thermoplaste: Polyamide, Carl Hanser Verlag, 1998, Munich, 42-47 및 65-70 페이지]에 기술되어 있다.The copolymerization of at least one silicon compound (SV) with at least one comonomer (CM) can be carried out similarly to a conventional method for producing a polyamide. Processes of this type are described, for example, in Kunststoff Handbuch, ¾ Technische Thermoplaste: Polyamide, Carl Hanser Verlag, 1998, Munich, 42-47 and 65-70.

규소 화합물(SV)의 종류 및 양은, 얻어지는 복합 재료의 규소 함량에 대해 특정한 제어를 제공한다.The type and amount of the silicon compound (SV) provides specific control over the silicon content of the resulting composite material.

바람직하게는, 규소 화합물(SV)은 규소 화합물(SV)과 공단량체의 총량을 기준으로 0.1 ∼ 70 중량%의 양, 특히 0.5 ∼ 50 중량%의 양, 특히 1 ∼ 25 중량%의 양으로 사용된다.Preferably, the silicon compound (SV) is used in an amount of 0.1 to 70% by weight, in particular 0.5 to 50% by weight, in particular 1 to 25% by weight, based on the total amount of silicon compound (SV) do.

본 발명에 따른 방법의 이로운 구체예에서, 상기 규소 화합물(SV) 및 상기 공단량체(CM)는, 반응 동안에, 상기 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당 0.7 mol 이상의 물이 생성되거나, 상당하는 양의 물이 첨가되는 물질 비율의 양으로 사용되며, 여기서 물질 비율의 양은 특히, 생성되는/첨가되는 물의 양이, 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당 바람직하게는 2 mol, 특히 1.5 mol, 및 특히 1.1 mol을 넘지 않도록 선택된다. 이는 락타밀-규소 결합의 완전 전환을 보장한다. 더 구체적으로, 규소 화합물(SV) 및 공단량체(CM)는, 반응 동안에, 실리콘 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당 0.7 ∼ 2 mol의 물, 특히 0.9 ∼ 1.2 mol의 물, 특히 0.9 ∼ 1.1 mol의 물이 생성되는 물질 비율의 양으로 사용된다.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the silicon compound (SV) and the comonomer (CM) are present during the reaction in an amount of from 0.7 to 0.7 mol per mol of the lactam radical of formula (A) attached to the silicon atom in the silicon compound mol or more, or a substantial amount of water is added, wherein the amount of the material ratio is particularly preferably such that the amount of water generated / added is at least one of the amount of water added to the silicon atoms in the silicon compound (SV) Preferably not more than 2 mol, in particular 1.5 mol, and in particular 1.1 mol, per mol of the lactam radical of the formula (A). This ensures complete conversion of the lactamyl-silicon bond. More specifically, the silicon compound (SV) and the comonomer (CM) are reacted during the reaction with 0.7 to 2 mol of water per mol of the lactam radical of the formula (A) attached to the silicon atom in the silicon compound (SV) mol of water, in particular 0.9 to 1.1 mol of water, is used.

카르복실기를 포함하는 공단량체, 예를 들어 아미노카르복실산, 또는 디카르복실산의 암모늄 염, 특히 그룹 b1) 또는 b2)의 공단량체, 또는 전술한 그룹 b3) 및 b4)의 단량체들의 혼합물을 이용하여 공중합을 실시하는 경우, 이들 공단량체 및 규소 화합물(SV)은 바람직하게는 공단량체 내의 카르복실기 대, 상기 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 (A)의 락탐 라디칼의 몰 비가 0.7:1 이상, 특히 0.9:1 이상, 특히 0.7:1 ∼ 1.2:1 범위, 특히 0.9:1 ∼ 1.1:1 범위인 물질 비율의 양으로 사용된다.Such as aminocarboxylic acids, or ammonium salts of dicarboxylic acids, especially comonomers of group b1) or b2), or mixtures of the monomers of groups b3) and b4) mentioned above , These comonomers and the silicon compound (SV) preferably have a molar ratio of the carboxyl group in the comonomer to the lactam radical of the formula (A) attached to the silicon atom in the silicon compound (SV) of 0.7: In particular in the range of 0.9: 1 to 1.1: 1, in particular in the range of 0.7: 1 to 1.2: 1.

1 이상의 규소 화합물(SV)과 1 이상의 공단량체(CM)와의 공중합은 중합 촉매의 첨가 없이 실시될 수 있다. 공중합은 또한 중합 촉매의 존재 하에 실시될 수 있다. 일반적인 중합 촉매는 폴리아미드의 제조에서 다양하게 사용되는 아미드화 촉매를 포함하며, 그 예로는 브뢴스테드산, 예컨대 염산, 인산, 아인산, 차아인산 또는 황산이 있다.The copolymerization of at least one silicon compound (SV) with at least one comonomer (CM) can be carried out without the addition of a polymerization catalyst. The copolymerization can also be carried out in the presence of a polymerization catalyst. Typical polymerization catalysts include amidation catalysts that are used variously in the preparation of polyamides, examples of which include Bronsted acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid or sulfuric acid.

통상의 절차는, 1 이상의 규소 화합물(SV)과 1 이상의 공단량체(CM)와의 혼합물을 중합에 필요한 온도로 가열하는 절차일 것이다. 공중합에 필요한 온도는 당연히 1 이상의 규소 화합물(SV)의 종류 및 1 이상의 공단량체(CM)의 종류에 좌우되며, 일상적인 방법으로 결정될 수 있다. 공중합에 필요한 온도는 일반적으로 100℃ 이상이고, 흔히 120℃ 이상 또는 150℃ 이상이며, 통상 320℃ 이하, 흔히 300℃ 이하, 특히 280℃이하이다. 보다 특히, 공중합은 150℃ ∼ 280℃ 범위의 온도, 특히 180℃ ∼ 260℃ 범위의 온도에서 실시된다.A typical procedure would be to heat a mixture of at least one silicon compound (SV) and at least one comonomer (CM) to the temperature required for polymerization. The temperature required for copolymerization naturally depends on the kind of the at least one silicon compound (SV) and the kind of at least one comonomer (CM), and can be determined by a routine method. The temperature required for the copolymerization is generally 100 ° C or higher, usually 120 ° C or higher or 150 ° C or higher, usually 320 ° C or lower, often 300 ° C or lower, particularly 280 ° C or lower. More particularly, the copolymerization is carried out at a temperature in the range of 150 ° C to 280 ° C, in particular in the range of 180 ° C to 260 ° C.

본 발명의 방법은 대기압, 초대기압 또는 시스템의 자생 압력 하에서 실시할 수 있다. 일반적으로, 중합 반응기 내의 절대압은 바람직하게는 약 1 ∼ 70 bar 범위, 더 바람직하게는 1.0 bar ∼ 20 bar 범위이다.The method of the present invention can be carried out at atmospheric pressure, superatmospheric pressure or the system's native pressure. In general, the absolute pressure in the polymerization reactor is preferably in the range of about 1 to 70 bar, more preferably in the range of 1.0 to 20 bar.

중합 개시시, 혼합물은 공단량체(CM)의 총량 및 규소 화합물(SV)의 총량을 포함할 수 있다. 그러나, 혼합물의 하나 이상의 구성 성분, 바람직하게는 공단량체(CM)가, 중합 동안에 혼합물에 부분 첨가되는 것도 가능하다.At the start of the polymerization, the mixture may comprise the total amount of comonomer (CM) and the total amount of silicon compound (SV). However, it is also possible that one or more constituents of the mixture, preferably the comonomer (CM), are added in part to the mixture during the polymerization.

1 이상의 규소 화합물(SV)과 1 이상의 공단량체와의 공중합은 그대로, 즉, 불활성 희석제의 실질적 부재 하에 실시되는 것이 일반적이다. 1 이상의 규소 화합물(SV) 및 1 이상의 공단량체(CM)는 중합에 사용되는 혼합물을 90 중량% 이상, 특히 99 중량% 이상 포함한다. 그러나, 중합은 불활성 희석제의 존재 하에 수행될 수도 있다.The copolymerization of at least one silicon compound (SV) with at least one comonomer is generally carried out as it is, that is, substantially in the absence of an inert diluent. The at least one silicon compound (SV) and at least one comonomer (CM) comprise at least 90 wt%, in particular at least 99 wt%, of the mixture used for the polymerization. However, the polymerization may be carried out in the presence of an inert diluent.

1 이상의 규소 화합물(SV)과 1 이상의 공단량체와의 공중합은 회분 공정 또는 연속 공정으로서 실시될 수 있다. 회분 또는 연속 공중합에 적합한 반응기는, 당업자에게 공지되어 있는, 폴리아미드의 제조에 통상적인 반응기를 포함한다. 연속 공중합은 바람직하게는 중합 관(polymerization tube) 또는 중합 관 다발에서 실시된다. 구체적으로, 이른바 VK 관이 연속 공중합에 사용되며, 여기서 "VK"는 "간이 연속식(simplified continuous)"에 대한 독일어이다.The copolymerization of at least one silicon compound (SV) with at least one comonomer can be carried out as a batch process or as a continuous process. Reactors suitable for ash or continuous copolymerization include reactors customary in the production of polyamides, as known to those skilled in the art. Continuous copolymerization is preferably carried out in a polymerization tube or in a polymer tube bundle. Specifically, a so-called VK tube is used for continuous copolymerization, where "VK" is German for " simplified continuous ".

공중합은 1단계 공정 또는 다단계 공정으로서 설계될 수 있다. 다단계 공중합의 경우에서, 제1 단계는 올리고머의 형성을 포함하며, 이어서 그 올리고머는 다른 단계에서 중합되어 실제 복합 재료를 형성한다. 연속 공중합의 다단계 실시양태의 경우에서, 단계들 중 하나 이상이 VK 관에서 실시되는 것이 바람직하다. 연속 공중합의 다단계 실시양태의 경우에서, 제1 단계는 가압식 전반응기(pressurized pre-reactor)에서 일어날 수 있다.The copolymerization can be designed as a one-step process or a multi-step process. In the case of multistage copolymerization, the first step involves the formation of an oligomer, which is then polymerized in another step to form the actual composite material. In the case of a multistage embodiment of continuous copolymerization, it is preferred that at least one of the steps be carried out in a VK tube. In the case of a multistage embodiment of continuous copolymerization, the first step can take place in a pressurized pre-reactor.

공중합에서 생성된 복합 재료에는 하나 이상의 후처리 단계, 예를 들어 비전환 단량체 또는 올리고머를 제거하기 위한 추출, 건조 단계, 조합 단계, 성형 또는 펠릿화 또는 이들의 조합이 수행될 수 있다.The composite material produced in the copolymerization may be subjected to one or more post-treatment steps, for example, extraction, drying, combination, molding or pelletization, or a combination thereof, to remove the non-converted monomer or oligomer.

공중합에서 생성되니 복합 재료는, 예를 들어 하나 이상의 가닥으로 성형될 수 있다. 당업자에게 공지된 장치가 이에 사용될 수 있다. 천공 플레이트, 다이 또는 다이 플레이트가 적합한 장치의 예이다. 바람직하게는, 공중합에서 생성된 복합 재료는 유동 가능한 상태에서 가닥으로 성형되고, 유동 가능한 가닥 형상의 반응 생성물의 형태에서 복합재 입자로 분쇄된다. 공경(hole diameter)은 바람직하게는 0.5 mm ∼ 20 mm, 더 바람직하게는 1 mm ∼ 5 mm, 가장 바람직하게는 1.5 ∼ 3 mm 범위이다.The composite material produced in the copolymerization can be formed into, for example, one or more strands. Devices known to those skilled in the art may be used therefor. Perforated plates, die or die plates are examples of suitable devices. Preferably, the composite material produced in the copolymerization is formed into a strand in a flowable state and is pulverized into composite particles in the form of a flowable strand of reaction product. The hole diameter is preferably in the range of 0.5 mm to 20 mm, more preferably 1 mm to 5 mm, and most preferably 1.5 to 3 mm.

펠릿화를 위해, 공중합에 의해 얻어지고 하나 이상의 가닥으로 성형된 복합 재료는 고화된 후 펠릿화될 수 있다. 적합한 조치는, 예를 들어 문헌[Kunststoffhandbuch, 3/4 Technische Thermoplaste: Polyamide, Carl Hanser Verlag, 1998, Munich, pages 68-69]에 기술되어 있다. 대체적으로 당업자에게 또한 공지되어 있는 수중 펠릿화가, 한 가지 특정한 성형법이다.For pelletization, composite materials obtained by copolymerization and molded into one or more strands can be solidified and then pelletized. Suitable measures are described, for example, in Kunststoffhandbuch, 3/4 Technische Thermoplaste: Polyamide, Carl Hanser Verlag, 1998, Munich, pages 68-69. The underwater pelletization, which is also generally known to those skilled in the art, is one particular molding process.

복합 재료의 추출은 폴리아미드의 추출과 유사하게 실시될 수 있다. 폴리아미드의 추출에 적합한 방법 및 장치는 대체적으로 당업자에게 공지되어 있다. 추출시, 복합 재료 중의 단량체 및 임의의 이량체 및 추가의 올리고머의 수준은 추출제로의 처리에 의해 감소될 수 있다. 공업적으로, 이는, 예를 들어 과열 증기(EP 0284968 W1)에서, 또는 고온수(DE 2501348 A, DE 2732328 A)로의 연속 또는 회분 추출에 의해 달성될 수 있다. 사용되는 추출제는 바람직하게는 물을 포함하거나, 물로 이루어진다. 적합한 추출제는 또한 물과 C1-C4-알칸올의 혼합물, 예컨대 물-에탄올 혼합물을 포함한다. 추출제 온도는 바람직하게는 75℃ ∼ 130℃, 더 바람직하게는 85℃ ∼ 120℃ 범위이다. 추출은 연속 공정 또는 회분 공정으로서 수행될 수 있다.Extraction of the composite material can be carried out similarly to extraction of polyamide. Methods and apparatus suitable for extraction of polyamides are generally known to those skilled in the art. Upon extraction, the levels of monomers and optional dimers and further oligomers in the composite can be reduced by treatment with an extractant. It can be achieved industrially, for example, by superheated steam (EP 0284968 W1) or by continuous or ash extraction into hot water (DE 2501348 A, DE 2732328 A). The extraction agent used preferably comprises water or consists of water. Suitable extraction agents also include mixtures of water and C 1 -C 4 -alkanols, such as water-ethanol mixtures. The extractant temperature is preferably in the range of 75 ° C to 130 ° C, more preferably 85 ° C to 120 ° C. Extraction can be carried out as a continuous process or as a batch process.

추출 후 단량체 또는 올리고머는 추출제로부터 회수되어 폴리아미드 제조에서, 또는 본 발명에 따른 복합재 제조에서 상응하여 사용될 수 있다.After extraction, the monomers or oligomers may be recovered from the extractant and used correspondingly in the preparation of polyamides or in the preparation of the composites according to the invention.

바람직하게는, 추출된 복합 재료는 통상적인 건조 공정을 거친다. 예를 들어, 추출된 복합 재료는 건조 공기 또는 건식 불활성 기체 또는 이들의 혼합물과 접촉시킴으로써 건조할 수 있다. 불활성 기체, 예를 들어 질소가 바람직하게는 건조에 사용된다. 추출된 복합 재료는 또한 과열 증기와 접촉시키거나 그의 혼합물을 과열 증기 이외의 기체, 바람직하게는 불활성 기체와 접촉시킴으로써 건조할 수 있다. 통상적인 건조기, 예를 들어 역류, 직교류, 팬, 텀블, 패들, 트리클, 콘 또는 샤프트 건조기, 유동상 등이 사용될 수 있다. 감압 하의 텀블 또는 콘 건조기에서의 회분 건조는 적합한 선택이다. 건조 조건 하에서 불활성인 기체가 유동하는 건조관에서의 연속 건조는, 또 다른 적합한 선택이다. 한 특정 구체예에서, 1 이상의 샤프트 건조기가 건조에 사용된다. 바람직하게는 후중합 조건 하에서 불활성인 고온 가스의 샤프트 건조기를 통하는 흐름이 있다. 질소는 바람직한 불활성 기체이다.Preferably, the extracted composite material is subjected to a conventional drying process. For example, the extracted composite material can be dried by contacting it with dry air or a dry inert gas or a mixture thereof. An inert gas, such as nitrogen, is preferably used for drying. The extracted composite material may also be dried by contacting it with superheated steam or by contacting the mixture with a gas other than superheated steam, preferably an inert gas. Conventional driers such as countercurrent, cross flow, fan, tumble, paddle, trickle, cone or shaft drier, fluidized bed, etc. may be used. Ash drying in a tumble or cone dryer under reduced pressure is a suitable choice. Continuous drying in a drying tube where inert gas flows under drying conditions is another suitable choice. In one particular embodiment, at least one shaft drier is used for drying. Preferably there is a flow through a shaft dryer of hot gas which is inert under post polymerization conditions. Nitrogen is the preferred inert gas.

본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 복합 재료는, 공단량체(CM)와 규소 화합물(SV)에 존재하는 화학식 (A)의 락탐 라디칼과의 공중합으로부터 생성된 폴리아미드뿐만 아니라, 폴리아미드 매트릭스에 미세한 분산체를 형성하는 하나 이상의 규소 함유 상도 포함한다. 규소 화합물(SV)의 종류에 따라, 규소 함유 상은 이산화규소 상 또는 폴리실록산 상, 또는 이산화규소 상과 폴리실록산 상의 혼합물에 연관된다. 이산화규소 상은 특히 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자가 오직 화학식 A의 락탐 라디칼 또는 오직 화학식 A의 락탐 라디칼 및 알콕시 라디칼을 담지할 경우에 형성되는 반면, 폴리실록산 상은 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자가 탄소 원자를 통해 부착된 라디칼, 그리고 화학식 A의 락탐 라디칼을 갖는 경우에 현저히 형성된다.The composite material obtainable by the method of the present invention is not limited to the polyamides produced from the copolymerization of the comonomer (CM) with the lactam radical of the formula (A) present in the silicon compound (SV) Containing phase to form a dispersion. Depending on the type of silicon compound (SV), the silicon-containing phase is associated with a silicon dioxide phase or a polysiloxane phase, or a mixture of a silicon dioxide phase and a polysiloxane phase. The silicon dioxide phase is formed especially when the silicon atom in the silicon compound SV carries a lactam radical of formula A or only a lactam radical and an alkoxy radical of formula A while the polysiloxane phase is formed when the silicon atom in the silicon compound SV has a carbon atom ≪ / RTI > and the lactam radical of formula (A).

언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리아미드 복합 재료의 규소 함량은 달라질 수 있다. 규소 함량은 일반적으로, 규소로 환산하여, 복합 재료의 총 중량을 기준으로 0.1 ∼ 10.0 중량%(Si) 범위, 특히 0.8 ∼ 5.0 중량%(Si) 범위이다.As mentioned, the silicon content of the polyamide composite material according to the present invention may be varied. The silicon content is generally in the range of 0.1 to 10.0 wt% (Si), especially 0.8 to 5.0 wt% (Si), based on the total weight of the composite material, in terms of silicon.

본 발명의 규소 함유 폴리아미드 복합 재료에서, 규소 함유 상은 폴리아미드 매트릭스에 미세하게 분산되어 있으며, 여기서 일반적으로 90% 이상의 SiO2 상 및/또는 폴리실록산 상은, SEM/EDX 화상 또는 HAADF-STEM 측정을 이용하여 확인시 40 ㎛, 특히 1 ㎛의 최대 도메인 크기를 갖고, 흔히 5 nm ∼ 40 ㎛ 범위, 바람직하게는 10 ∼ 1000 nm 범위, 특히 20 ∼ 500 nm 범위의 도메인 크기를 갖는다.In the silicon-containing polyamide composite material of the present invention, the silicon-containing phase is finely dispersed in the polyamide matrix, wherein at least 90% of the SiO 2 phase and / or polysiloxane phase are typically separated by SEM / EDX imaging or HAADF- Has a maximum domain size of 40 탆, especially 1 탆, and has a domain size usually in the range of 5 nm to 40 탆, preferably in the range of 10 to 1000 nm, in particular in the range of 20 to 500 nm.

본 발명의 규소 함유 폴리아미드 복합 재료 중 폴리아미드는 통상 15 000 ∼ 50 000 범위, 특히 18 000 ∼ 35 000 범위의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는다. 이들 폴리아미드의 중량 평균 분자량(Mw)은 통상 40 000 ∼ 225 000 범위, 특히 45 000 ∼ 140 000 범위에 있다. 폴리아미드의 분자량 분포는 통상, 2.5 ∼ 4.5 범위, 특히 3 ∼ 4 범위의 다분산도(= Mw/Mn)를 특징으로 한다.Polyamide of the silicon-containing polyamide composite material of the present invention is usually from 15 000 ~ 50 000 range, especially 18 000-35 000 have a range of number average molecular weight (M n). The weight average molecular weight (M w ) of these polyamides is usually in the range of 40 000 to 225 000, especially 45 000 to 140 000. The molecular weight distribution of the polyamides is usually characterized by a polydispersity (= M w / M n ) in the range of 2.5 to 4.5, in particular in the range of 3 to 4.

본 발명의 폴리아미드 복합 재료는 이들의 제조 방법 때문에 일반적으로 분말 또는 펠릿 형태로 얻어진다.The polyamide composite material of the present invention is generally obtained in the form of a powder or a pellet because of the production method thereof.

본 발명의 규소 함유 폴리아미드 복합재는, 폴리아미드가 일반적으로 사용되는 모든 적용 분야에 있어서 원론적 적합성을 갖는다. 그 분야들은 특히 필름, 섬유, 모노필라멘트, 파이프, 파형 파이프(corrugated pipe), 프로파일, 및 또한 공지되고 통상적인 성형/스피닝 공정을 통해 얻는 임의의 형태의 반제품(semi-fabricated product) 또는 플라스틱 물품의 제조이다.The silicon-containing polyamide composites of the present invention have a theoretical suitability in all applications in which polyamides are commonly used. The fields are in particular semi-fabricated products or plastic articles obtained from films, fibers, monofilaments, pipes, corrugated pipes, profiles, and also known and obtained through conventional molding / Manufacturing.

이하, 본 발명의 폴리아미드-규소 복합재 및 이들의 제조를, 실시예 1 ∼ 4, 표 1 및 도 1 ∼ 7에 의해 더 구체적으로 설명한다. 이들은 본 발명의 일부 양태를 설명하는 것이며, 어떤 식으로든 보호 범위를 한정하는 것으로 여겨져서는 안 된다.Hereinafter, the polyamide-silicon composite material of the present invention and the production thereof will be described in more detail with reference to Examples 1 to 4, Table 1 and Figs. 1 to 7. They are intended to illustrate some aspects of the invention and should not be construed as limiting the scope in any way.

도 1: 실시예 4의 복합 재료의 29Si-{1H}-CP-MAS-NMR 스펙트럼1: 29 Si- { 1 H} -CP-MAS-NMR spectrum of the composite material of Example 4

도 2: 실시예 4의 복합 재료의 13C-{1H}-CP-MAS-NMR 스펙트럼2: 13 C- { 1 H} -CP-MAS-NMR spectrum of the composite material of Example 4

도 3: 실시예 1∼4의 복합 재료의 DSC 곡선, 주기적 측정의 제2 가열 곡선, 가열 속도 10 K/min, 50 ml/min N2 3: DSC curve of the composite materials of Examples 1 to 4, second heating curve of periodic measurement, heating rate 10 K / min, 50 ml / min N 2

도 4: 실시예 1 ∼ 4의 복합 재료의 ATR-FTIR 스펙트럼4: ATR-FTIR spectra of the composites of Examples 1 to 4

도 5: 실시예 3의 백금 코팅된 복합 재료의 SEM/EDX 화상5: SEM / EDX image of the platinum coated composite of Example 3

도 6: 다양한 해상도에서의, 실시예 3의 복합 재료의 HAADF-STEM 화상6: HAADF-STEM image of the composite material of Example 3 at various resolutions

도 7: 실시예 1의 백금 코팅된 복합 재료의 EDX 화상7: EDX image of the platinum coated composite material of Example 1

< 약어 ><Abbreviation>

Smp.: 용융점Smp .: Melting point

PMMA: 메틸 메타크릴레이트PMMA: Methyl methacrylate

HFIP: 헥사플루오로이소프로판올HFIP: Hexafluoroisopropanol

DSC: 시차 주사 열량 측정DSC: Differential scanning calorimetry

GPC: 겔 투과 크로마토그래피GPC: Gel permeation chromatography

SEM: 주사 전자 현미경법SEM: Scanning electron microscopy

EDX: 에너지 분산 x선 분광분석법EDX: Energy dispersive X-ray spectroscopy

ATR-FTIR: 감쇠 전반사 푸리에 변환 적외 분광법.ATR-FTIR: Attenuation Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy.

< 분석 ><Analysis>

SEM/EDX 화상은 FEI Company의 Nova NanoSEM 200로 기록하였다. 시험전에 샘플을 백금으로 코팅하였다. 축척/배율은 도면에 명시되어 있다.SEM / EDX images were recorded with the Nova NanoSEM 200 from FEI Company. The sample was coated with platinum before testing. Scale / magnification is specified in the drawing.

분말 샘플의 고체 상태 NMR 조사를, 대구경 자석 및 이중 공명 탐침기 헤드를 갖는 Bruker Avance 400 분광기(1H 스펙트럼의 주파수: 400.13 MHz, 13C 스펙트럼: 100.622 MHz) 상에서 수행하였다. 13C{1H}-CP-MAS 스펙트럼을, 4 mm 회전 용기를 이용하여 기록하였다. 외부 표준으로서 아다만탄(δ=38.5 ppm)에 대해 참조하였다. 29Si{1H}-CP-MAS 스펙트럼은 7 mm 회전 용기를 이용하여 기록하였다. 외부 표준으로서 테트라키스트리메틸실릴실란(δ=-9.5 ppm)에 대하여 참조하였다.Solid state NMR spectroscopy of powder samples was performed on a Bruker Avance 400 spectrometer (frequency of 1 H spectrum: 400.13 MHz, 13 C spectrum: 100.622 MHz) with a large diameter magnet and a dual resonance probe head. 13 C { 1 H} -CP-MAS spectra were recorded using a 4 mm spinner vessel. Reference was made to adamantane (? = 38.5 ppm) as an external standard. The 29Si { 1 H} -CP-MAS spectra were recorded using a 7 mm rotary vessel. Reference was made to tetrakistrimethylsilylsilane (? = -9.5 ppm) as an external standard.

DSC 측정은 Mettler Toledo의 DSC1 기기로 수행하였다. 알루미늄 도가니를 사용하였으며, 도가니 크기는 40 ㎕였다. 50 ml/min의 적용된 질소 스트림 하에서 천공 리드로 측정하였다. 가열 속도는 10 K/min이었다.DSC measurements were performed with a DSC1 instrument from Mettler Toledo. An aluminum crucible was used, and the crucible size was 40 mu l. Lt; RTI ID = 0.0 &gt; ml / min. &Lt; / RTI &gt; The heating rate was 10 K / min.

분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 구하였다. GPC 측정은 3 개의 컬럼을 갖는, 미국 Agilent Technologies의 Agilent 1100 Series 기기(HFIP-LG Guard, 및 PL HFIPGel)를 사용하여 수행하였다. 사용한 용리제는 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) + 0.05% CF3COOK였다. 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 표준물로서 사용하였다. 측정은 다음의 파라미터의 적용 하에 수행하였다: 컬럼 온도 40℃, 유속 1 ml/min, 농도 1.5 mg/ml, Millipore Millex FG(0.2 ㎛)를 통해서 여과.The molecular weight was determined by gel permeation chromatography (GPC). GPC measurements were performed using an Agilent 1100 Series instrument (HFIP-LG Guard, and PL HFIPGel) from Agilent Technologies, USA, with three columns. The eluent used was hexafluoroisopropanol (HFIP) + 0.05% CF 3 COOK. Polymethylmethacrylate (PMMA) was used as standard. The measurement was performed under the following parameters: filtration through a column temperature of 40 ° C, flow rate of 1 ml / min, concentration of 1.5 mg / ml, Millipore Millex FG (0.2 μm).

ATR-FTIR 스펙트럼은 Golden Gate 부속품을 갖는, BIO-RAD의 FTIR 분광기, FTS 165를 이용하여 기록하였다. 샘플을 측정 헤드에 직접 적용하고, 5 bar의 소정 압력 하에 사파이어 모루(sapphire anvil)에 의해 제자리에서 가압 상태를 유지하였다. 측정된 데이터는 Win-IR 프로그램 1M으로 기록하고, 도시하고 Origin를 이용하여 평가하였다.The ATR-FTIR spectra were recorded using a FTIR spectrometer, FTS 165 from BIO-RAD, with Golden Gate fittings. The sample was applied directly to the measuring head and held in place by a sapphire anvil under a predetermined pressure of 5 bar. The measured data was recorded with a Win-IR program 1M, and evaluated using Origin.

분말 샘플 중 원소 C, H 및 N의 정량 분석은 Elementar Analysensysteme GmbH의 varioMICRO CHNS 기기를 사용하여 구성하였다. 보고된 값은 2회 측정의 평균이다.Quantitative analysis of the elements C, H and N in the powder samples was carried out using a varioMICRO CHNS instrument from Elementar Analysensysteme GmbH. Reported values are the average of two measurements.

제조예Manufacturing example

실시예 1: 1.8 중량%의 SiO2를 갖는 복합 재료Example 1: A composite material having 1.8 wt% SiO 2

탱크를 15 g의 ε-카프로락탐, 3.3 g의 ω-아미노카프로산 및 3.0 g의 1,1',1'',1'''-실란테트라일테트라키스(아제판-2-온)으로 초기 충전하였다. 이후, 탱크를 아르곤으로 3회 퍼징하였다. 중합을 위해 탱크를 약 10 bar(아르곤)로 가압하였다. 탱크를 약 1 시간 동안 230℃로 가열하였으며, 약 100℃에서는 교반기를 켰다. 230℃의 온도를 2.5 시간 동안 유지하였다. 압력은 반응 동안에 약 15 bar로 상승하였다. 마지막 15 분에서, 압력을 대기압으로 서서히 감소시켰다.The tank was charged with 15 g of epsilon -caprolactam, 3.3 g of omega -aminocaproic acid and 3.0 g of 1,1 ', 1 ", 1"' -silane tetrayltetrakis (azepan-2-one) Lt; / RTI &gt; The tank was then purged with argon three times. The tank was pressurized to about 10 bar (argon) for polymerization. The tank was heated to 230 캜 for about 1 hour and the stirrer was turned on at about 100 캜. The temperature of 230 DEG C was maintained for 2.5 hours. The pressure rose to about 15 bar during the reaction. In the last 15 minutes, the pressure was slowly reduced to atmospheric pressure.

냉각 후, 복합 재료를 메탄올로 16 시간 동안 추출하였다.After cooling, the composite material was extracted with methanol for 16 hours.

Smp. (DSC) 221℃; 원소 분석 질량%(이론치): C%: 61.0 (61.9), H%: 9.61 (9.64), N%: 11.8 (12.0), 잔여%: 17.6 (16.5)Smp. (DSC) 221 [deg.] C; Elemental analysis mass% (theory): C%: 61.0 (61.9), H%: 9.61 (9.64), N%: 11.8

실시예 2: 5.0 중량%의 SiO2를 갖는 복합 재료Example 2: A composite material having 5.0 wt% SiO 2

탱크를 2.0 g의 ε-카프로락탐, 8.7 g의 ω-아미노카프로산 및 9.3 g의 1,1',1'',1'''-실란테트라일테트라키스(아제판-2-온)으로 초기 충전하였다. 이후, 탱크를 아르곤으로 3회 퍼징하였다. 중합을 위해 탱크를 약 10 bar(아르곤)로 가압하였다. 탱크를 약 1 시간 동안 230℃로 가열하였으며, 약 100℃에서는 교반기를 켰다. 230℃의 온도를 2.5 시간 동안 유지하였다. 압력은 반응 동안에 약 15 bar로 상승하였다. 마지막 15 분에서, 압력을 대기압으로 서서히 감소시켰다.The tank was charged with 2.0 g of epsilon -caprolactam, 8.7 g of omega -aminocaproic acid and 9.3 g of 1,1 ', 1 ", 1"' -silane tetrayltetrakis (azepan-2-one) Lt; / RTI &gt; The tank was then purged with argon three times. The tank was pressurized to about 10 bar (argon) for polymerization. The tank was heated to 230 캜 for about 1 hour and the stirrer was turned on at about 100 캜. The temperature of 230 DEG C was maintained for 2.5 hours. The pressure rose to about 15 bar during the reaction. In the last 15 minutes, the pressure was slowly reduced to atmospheric pressure.

냉각 후, 복합 재료를 메탄올로 16 시간 동안 추출하였다.After cooling, the composite material was extracted with methanol for 16 hours.

추출물의 양은 12%가 되었다.The amount of extract was 12%.

Smp. (DSC) 220℃; 원소 분석 질량%(이론치): C%: 58.4 (58.3), H%: 9.24 (9.32), N%: 11.3 (11.3), 잔여%: 21.2 (21.1)Smp. (DSC) 220 [deg.] C; Elemental analysis mass% (theory): C%: 58.4 (58.3), H%: 9.24 (9.32), N%: 11.3 (11.3)

실시예 3: 1.7 중량%의 SiO2/0.5 중량%의 폴리실록산을 갖는 복합 재료Example 3: Composite material having a 1.7% by weight of SiO 2 /0.5% weight polysiloxane

탱크를 15.0 g의 ε-카프로락탐, 3.9 g의 ω-아미노카프로산, 0.6 g의 1,1',1"-(메틸실란트리일)트리(아제판-2-온) 및 3.3 g의 1,1',1'',1'''-실란테트라일테트라키스(아제판-2-온)으로 초기 충전하였다. 이후, 탱크를 아르곤으로 3회 퍼징하였다. 중합을 위해 탱크를 약 10 bar(아르곤)로 가압하였다. 탱크를 약 1 시간 동안 230℃로 가열하였으며, 약 100℃에서는 교반기를 켰다. 230℃의 온도를 2.5 시간 동안 유지하였다. 압력은 반응 동안에 약 15 bar로 상승하였다. 마지막 15 분에서, 압력을 대기압으로 서서히 감소시켰다.The tank was charged with 15.0 g of epsilon -caprolactam, 3.9 g of omega -aminocaproic acid, 0.6 g of 1,1 ', 1 "- (methylsilanetriyl) tri (azepan- (A zepan-2-one) .The tank was then purged with argon three times.The tank was purged for about 10 bar (Argon) .The tank was heated to 230 DEG C for about 1 hour, the stirrer was turned on at about 100 DEG C, the temperature was maintained at 230 DEG C for 2.5 hours, the pressure rose to about 15 bar during the reaction, At 15 minutes, the pressure was slowly reduced to atmospheric pressure.

냉각 후, 복합 재료를 메탄올로 16 시간 동안 추출하였다.After cooling, the composite material was extracted with methanol for 16 hours.

1.7 중량%의 SiO2/0.5 중량%의 폴리실록산을 갖는 복합 재료를 얻었다.A composite material having 1.7% by weight of SiO 2 / 0.5% by weight of polysiloxane was obtained.

Smp. (DSC) 221℃; 원소 분석 질량%(이론치): C%: 62.1 (61.3), H%: 9.79 (9.29), N%: 12.0 (11.9), 잔여%: 16.2 (17.5)Smp. (DSC) 221 [deg.] C; Elemental analysis mass% (theory): C%: 62.1 (61.3), H%: 9.79 (9.29), N%: 12.0

GPC 결과를 표 1에 요약한다.The GPC results are summarized in Table 1.

실시예 4: 4.0 중량%의 SiO2/1.1 중량%의 폴리실록산을 갖는 복합 재료Example 4: Composite material having 4.0 wt% SiO 2 / 1.1 wt% polysiloxane

탱크를 6.0 g의 ε-카프로락탐, 11.9 g의 ω-아미노카프로산, 1.8 g의 1,1',1''-(메틸실란트리일)트리(아제판-2-온) 및 9.0 g의 1,1',1'',1'''-실란테트라일테트라키스(아제판-2-온)으로 초기 충전하였다. 이후, 탱크를 아르곤으로 3회 퍼징하였다. 중합을 위해 탱크를 약 10 bar(아르곤)로 가압하였다. 탱크를 약 1 시간 동안 230℃로 가열하였으며, 약 100℃에서는 교반기를 켰다. 230℃의 온도를 2.5 시간 동안 유지하였다. 압력은 반응 동안에 약 15 bar로 상승하였다. 마지막 15 분에서, 압력을 대기압으로 서서히 감소시켰다.The tank was charged with 6.0 g of epsilon -caprolactam, 11.9 g of omega -aminocaproic acid, 1.8 g of 1,1 ', 1 "- (methylsilanetriyl) tri (azepan- 1, 1 ', 1' ', 1' '' - silane tetrayltetrakis (azepan-2-one). The tank was then purged with argon three times. The tank was pressurized to about 10 bar (argon) for polymerization. The tank was heated to 230 캜 for about 1 hour and the stirrer was turned on at about 100 캜. The temperature of 230 DEG C was maintained for 2.5 hours. The pressure rose to about 15 bar during the reaction. In the last 15 minutes, the pressure was slowly reduced to atmospheric pressure.

냉각 후, 복합 재료를 메탄올로 16 시간 동안 추출하였다.After cooling, the composite material was extracted with methanol for 16 hours.

Smp. (DSC) 221℃; 원소 분석 질량%(이론치): C%: 61.0 (58.7), H%: 9.62 (9.38), N%: 11.8 (11.5), 잔여%: 17.6 (20.3)Smp. (DSC) 221 [deg.] C; Elemental analysis mass% (theoretical value): C%: 61.0 (58.7), H%: 9.62 (9.38), N%: 11.8

GPC 결과를 표 1에 요약한다.The GPC results are summarized in Table 1.

[표 1][Table 1]

실시예 3 및 4의 GPC 결과; 용리제 HFIP + 0.05% CF3COOK, 표준 PMMA, 컬럼온도 40℃GPC results of Examples 3 and 4; Eluent HFIP + 0.05% CF 3 COOK, standard PMMA, column temperature 40 ° C

Figure pct00006
Figure pct00006

도면의 설명:Description of Drawings:

도 1은 실시예 4의 복합 재료의 29Si-{1H}-CP-MAS-NMR 스펙트럼을 도시한다. 도 1로부터, 약 -100 ppm에서의 Q 신호에 의해 검증되고, 폴리실록산 단위를 가지며, 약 -60 ppm에서의 T 신호로부터 가시적인 이산화규소 망상 구조(network)가 형성됨이 명백하다.Fig. 1 shows the 29 Si- { 1 H} -CP-MAS-NMR spectrum of the composite material of Example 4. Fig. From Figure 1 it is evident that the silicon dioxide network is verified by the Q signal at about -100 ppm and has polysiloxane units and is visible from the T signal at about -60 ppm.

도 2는 실시예 4의 복합 재료의 13C-{1H}-CP-MAS-NMR 스펙트럼을 도시한다. 그 안에서, 생성된 나일론-6의 모든 구조 단위(25-50 ppm에서의 메틸렌 카본 및 약 174 ppm에서의 카르보닐 카본)뿐만 아니라, 약 -7 ppm에서의 폴리실록산 망상 구조의 메틸기가 가시적이다.Fig. 2 shows the 13 C- { 1 H} -CP-MAS-NMR spectrum of the composite material of Example 4. Fig. In which the methyl groups of the polysiloxane reticular structure at about -7 ppm are visible as well as all the structural units of nylon-6 produced (methylene carbon at 25-50 ppm and carbonyl carbon at about 174 ppm).

도 3은 추출 후의 재료의 주기적 DSC 측정의 제2 가열 곡선을 도시한다. 생성된 나일론-6은 약 220℃에서 용융한다. α-형태뿐만 아니라 γ-형태도 분명하다.Figure 3 shows a second heating curve of a periodic DSC measurement of the material after extraction. The resulting nylon-6 melts at about 220 ° C. The α-form as well as the γ-form are obvious.

도 4의 FTIR 스펙트럼은 생성된 복합 재료의 특징적인 밴드를 도시한다. 나일론-6, 예컨대 약 3300 cm-1에서의 N-H 신축 진동에 대한 전형적인 밴드 또는 아미드 I 및 II 밴드뿐만 아니라, SiO2/폴리실록산 망상 구조를 표상하는, 약 1070 cm-1에서의 Si-O 신축 진동도 분명하다.The FTIR spectrum of Figure 4 shows characteristic bands of the resulting composite material. Si-O stretching vibration at about 1070 cm -1 , representing the SiO 2 / polysiloxane network as well as the typical band or amide I and II bands for NH stretching vibration at nylon-6, for example about 3300 cm -1 Is also clear.

도 5는 실시예 3의 복합 재료의 전자 현미경 사진을 도시한다. 선택된 화상 변형에서, 규소는 밝게 보이며 다른 원소들은 어둡게 보인다. 현미경 사진에서, 해당 샘플 단면에 걸쳐 규소가 비교적 균일한 분포를 보인다.Fig. 5 shows an electron micrograph of the composite material of Example 3. Fig. In the selected image variant, silicon appears bright and other elements appear dark. Microscopic photographs show a relatively uniform distribution of silicon across the cross section of the sample.

도 6은 실시예 3의 복합 재료의 HAADF-STEM 화상을 도시한다. 이 측정 방법에서, 규소가 풍부한 영역은 규소가 적은 영역보다 밝게 보인다. 이 화상은 규소 성분에 대해 비교적 균일한 분포를 보인다. 크기가 약 5 nm인 1차 입자가, 보다 큰 응집물에 존재한다.6 shows an HAADF-STEM image of the composite material of Example 3. Fig. In this measurement method, the region rich in silicon appears brighter than the region less silicon. This image shows a relatively uniform distribution with respect to the silicon component. Primary particles of about 5 nm in size are present in larger aggregates.

실시예 1의 백금 코팅된 복합 재료의 EDX 화상. 실시예 1의 복합 재료 내의 규소의 원소 분포가 도 7에서 가시적이다. 생성된 이산화규소는 샘플 단면에 걸쳐 비교적 균일한 분포로 존재한다. 1차 입자는 부분적으로 응집되어 있다.EDX image of the platinum coated composite of Example 1. The elemental distribution of silicon in the composite material of Example 1 is visible in Fig. The resulting silicon dioxide is present in a relatively uniform distribution across the sample cross-section. The primary particles are partially agglomerated.

Claims (15)

규소 함유 폴리아미드 복합 재료를 제조하는 방법으로서,
a. 질소 원자를 통해 부착된 1 이상의 락타밀 라디칼을 포함하고 있는 1 이상의 규소 원자를 포함하고 하기 화학식 (A)를 갖는 1 이상의 규소 화합물(SV)과,
b. 디카르복실산의 암모늄 염, 아미노카르복실산, 아미노카르복사미드 및 락탐으로부터 선택되는 1 이상의 공단량체(CM)
의 공중합을 포함하며, 1 이상의 공단량체(CM)는 물이 공중합 동안에 생성되거나 물이 공중합 반응에 첨가되도록 선택되는 것인 방법:
Figure pct00007

상기 화학식에서, m은 1 ∼ 11, 특히 2 ∼ 9의 정수이고, #은 규소 원자에 대한 부착점이다.
A method for producing a silicon-containing polyamide composite material,
a. At least one silicon compound (SV) having at least one silicon atom containing at least one lactamyl radical attached through a nitrogen atom and having the formula (A)
b. At least one comonomer (CM) selected from an ammonium salt of a dicarboxylic acid, an aminocarboxylic acid, an aminocarboxamide and a lactam,
Wherein at least one comonomer (CM) is selected such that water is produced during copolymerization or water is added to the copolymerization reaction,
Figure pct00007

In the above formula, m is an integer of 1 to 11, particularly 2 to 9, and # is an attachment point to a silicon atom.
제1항에 있어서, 상기 규소 화합물(SV)은
i) 하기 화학식 (I)의 화합물,
ii) 하기 화학식 (II)의 반복 단위를 포함하는 올리고머, 및
iii) 화학식 (I)의 화합물과 화학식 (II)의 반복 단위를 포함하는 올리고머와의 혼합물
로부터 선택되는 것인 방법:
Figure pct00008

상기 화학식 (I)에서,
m은 제1항에서 정의된 바와 같고,
x는 1, 2, 3 또는 4이며,
R은 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬이고;
Figure pct00009

상기 화학식 (II)에서,
m은 제1항에서 정의된 바와 같고, R'은 화학식 (A)의 락타밀 라디칼이거나, 화학식 (I) 중 R에 대해 명시된 의미 중 하나를 갖는다.
The method according to claim 1, wherein the silicon compound (SV)
i) a compound of formula (I)
ii) an oligomer comprising repeating units of the formula (II), and
iii) a mixture of a compound of formula (I) and an oligomer comprising a repeating unit of formula (II)
&Lt; / RTI &gt;
Figure pct00008

In the above formula (I)
m is as defined in claim 1,
x is 1, 2, 3 or 4,
R is optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl, optionally substituted C 2 -C 6 -alkenyl, optionally substituted C 1 -C 6 -alkoxy, optionally substituted C 3 -C 6 -cycloalkyl, optionally substituted phenyl or optionally substituted phenyl, -C 1 -C 6 - alkyl;
Figure pct00009

In the above formula (II)
m is as defined in claim 1 and R 'is a lactamyl radical of formula (A), or has one of the meanings specified for R in formula (I).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 규소 화합물(SV)은, x가 3 또는 4인 화학식 (I)의 화합물인 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the silicon compound (SV) is a compound of formula (I) wherein x is 3 or 4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규소 화합물(SV) 및 상기 공단량체(CM)는, 반응 동안에, 상기 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 A의 락탐 라디칼의 mol당 0.7 mol 이상의 물이 생성되거나 상당하는 양의 물이 첨가되는 물질 비율의 양으로 사용되는 것인 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon compound (SV) and the comonomer (CM) are reacted with a lactam radical of formula (A) attached to a silicon atom in the silicon compound 0.7 mol or more per mole of water is produced or a substantial proportion of water is added. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공중합은 150℃ ∼ 280℃ 범위의 온도에서 수행되는 것인 방법.5. The process according to any one of claims 1 to 4, wherein the copolymerization is carried out at a temperature in the range of from 150 ° C to 280 ° C. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 공단량체는
b1) 아미노카르복실산,
b2) 디카르복실산의 암모늄 염,
b3) 1 이상의 락탐과, 디카르복실산의 1 이상의 암모늄 염과의 혼합물, 및
b4) 1 이상의 락탐과 1 이상의 아미노카르복실산과의 혼합물
로부터 선택되는 것인 방법.
6. Compounds according to any one of claims 1 to 5, wherein the comonomer is
b1) aminocarboxylic acid,
b2) an ammonium salt of a dicarboxylic acid,
b3) a mixture of at least one lactam and at least one ammonium salt of a dicarboxylic acid, and
b4) a mixture of at least one lactam and at least one aminocarboxylic acid
&Lt; / RTI &gt;
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 공단량체는 1 이상의 락탐과 1 이상의 아미노카르복실산과의 혼합물, 또는 1 이상의 락탐과 디카르복실산의 1 이상의 암모늄 염과의 혼합물인 방법.7. A composition according to any one of claims 1 to 6 wherein the comonomer used is a mixture of one or more lactam and one or more aminocarboxylic acids or a mixture of one or more lactam and one or more ammonium salts of dicarboxylic acids Way. 제7항에 있어서, 락탐 대 아미노카르복실산, 또는 락탐 대 디카르복실산의 암모늄 염의 몰 비가 1.1:1 이상인 방법.8. The process of claim 7, wherein the molar ratio of the lactam to the aminocarboxylic acid or the ammonium salt of the lactam to the dicarboxylic acid is at least 1.1: 1. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 아미노카르복실산 또는 디카르복실산의 암모늄 염 및 상기 규소 화합물(SV)은, 공단량체 내의 카르복실기 대, 상기 규소 화합물(SV) 내의 규소 원자에 부착된 화학식 (A)의 락탐 라디칼의 몰 비가 0.9:1 이상, 특히 0.9:1 ∼ 1.1:1 범위인 물질 비율의 양으로 사용되는 것인 방법.9. The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the ammonium salt of the aminocarboxylic acid or the dicarboxylic acid and the silicon compound (SV) are selected so that the carboxyl group in the comonomer, the silicon atom in the silicon compound (SV) Wherein the molar ratio of the lactam radical of the formula (A) attached to the polymer is in the range of 0.9: 1 or more, particularly 0.9: 1 to 1.1: 1. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 락탐은 하기 화학식 (III)의 화합물을 포함하는 것인 방법:
Figure pct00010

상기 화학식에서, m은 제1항에서 정의된 바와 같고, 특히 2, 3 또는 9, 특히 3이다.
10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the lactam used comprises a compound of formula (III)
Figure pct00010

In the above formulas, m is as defined in claim 1, in particular 2, 3 or 9, in particular 3.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 아미노카르복실산은 하기 화학식 (IV) 및 (V)의 화합물로부터 선택되는 것인 방법:
H2N-(CH2)y-COOH (IV)
H2N-CHRx-COOH (V)
상기 화학식 (IV) 중 y는 1 ∼ 20이고,
상기 화학식 (V) 중 Rx는 임의로 치환된 C1-C6-알킬, 임의로 치환된 C2-C6-알케닐, 임의로 치환된 C1-C6-알콕시, 임의로 치환된 C3-C6-시클로알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 임의로 치환된 페닐-C1-C6-알킬이다.
11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the aminocarboxylic acid is selected from compounds of the formulas (IV) and (V)
H 2 N- (CH 2 ) y -COOH (IV)
H 2 N-CHR x -COOH (V)
Y in the formula (IV) is 1 to 20,
Wherein R x is an optionally substituted C 1 -C 6 -alkyl, an optionally substituted C 2 -C 6 -alkenyl, an optionally substituted C 1 -C 6 -alkoxy, an optionally substituted C 3 -C 6 -alkoxy, 6 -cycloalkyl, optionally substituted phenyl or optionally substituted phenyl-C 1 -C 6 -alkyl.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 디카르복실산의 암모늄 염은 디카르복실산과 디아민과의 염, 특히 하기 화학식 (VI)의 디카르복실산과 하기 화학식 (VII)의 디아민과의 염으로부터 선택되는 것인 방법:
HOOC-(CH2)z-COOH (VI)
H2N-(CH2)v-NH2 (VII)
화학식 (VI) 중 z는 1 ∼ 12, 특히 1 ∼ 4의 정수이고, 화학식 (VII) 중 v는 2 ∼ 12의 정수이다.
12. The process according to any one of claims 1 to 11, wherein the ammonium salt of the dicarboxylic acid is a salt of a dicarboxylic acid with a diamine, especially a dicarboxylic acid of the formula (VI) and a diamine of the formula (VII) &Lt; / RTI &gt;
HOOC- (CH 2 ) z -COOH (VI)
H 2 N- (CH 2 ) v -NH 2 (VII)
In the formula (VI), z is an integer of 1 to 12, particularly 1 to 4, and v in the formula (VII) is an integer of 2 to 12.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 규소 함유 폴리아미드 복합 재료.A silicon-containing polyamide composite material obtainable by the method according to any one of claims 1 to 12. 제13항에 있어서, 상기 복합 재료의 총 중량을 기준으로 0.1 ∼ 10.0 중량%의 규소를 포함하는 폴리아미드 복합 재료.14. The polyamide composite material of claim 13, comprising from 0.1 to 10.0 weight percent silicon based on the total weight of the composite material. 필름, 섬유, 모노필라멘트, 파이프 및 파형 파이프(corrugated pipe), 프로파일(profile), 반제품(semi-fabricated product) 및 플라스틱 물품의 제조를 위한, 제13항 또는 제14항에 따른 폴리아미드 복합 재료의 용도.A polyamide composite material according to claims 13 or 14 for the production of films, fibers, monofilaments, pipes and corrugated pipes, profiles, semi-fabricated products and plastic articles. Usage.
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